P&AChemistry

PURE AND APPLIED CHEMISTRY

Observando o DNA: primeira imagem direta de uma dupla hélice

     A estrutura da dupla hélice formada pelo ácido desoxirribonucleico (DNA) é conhecida há mais de 6 décadas. As primeiras investigações desse porte foram realizadas por meio de técnicas de caracterização com aplicação do fenômeno da difração de raios X. Atualmente o estudo da estrutura de moléculas orgânicas complexas, assim como o enovelamento, maturação e desnaturação de proteínas de estrutura terciária e quaternária já são observadas com maiores detalhes com o auxílio de técnicas mais avançadas, como a cristalografia de proteínas em feixes de luz síncrotron.

     Com base na importância de se buscar maiores detalhes no comportamento de ligações entre DNA, RNA e suas respectivas bases nitrogenadas, a pesquisa no campo de imageamento continua intensa e os resultados podem proporcionar avanços importantes nos estudos de sistemas biológicos.

     Uma das técnicas mais comuns no campo da microscopia é a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), contudo, estudos de moléculas como o DNA se torna difícil pela fragilidade da amostra quando submetida ao feixe de elétrons do microscópio. Essa é uma das grandes dificuldades de se observar moléculas orgânicas usando boa resolução no MEV.

     O trabalho recentemente publicado por GENTILE, F. et al. (2012) demonstra a viabilidade de se observar detalhes nanométricos de um backbone de DNA. O grupo de estudos dos centros de Nanoquímica, Bio-nanotecnologia e Engenharia Médica da Itália conseguiram isolar um pequeno grupo de fitas de DNA, esse isolamento foi feito por técnicas de evaporação e interações eletrostáticas em superfícies hidrofóbicas. Filamentos foram quimicamente presos em duas bases, formando uma ponte entre elas. A imagem obtida por MEV, usando elétrons secundários com aceleração de 5 kV, mostra a posição das fitas isoladas.

     A matriz onde o material foi suspenso apresenta orifícios entre as bases que sustentam as fitas, por esses espaços é lançado um feixe de elétrons com aceleração de 100 kV e densidade de  500 e^-/Ų.s

     A técnica usada para observar a estrutura do DNA é conhecida como Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), com essa técnica é possível observar materiais com espessura abaixo 0,1 μm fazendo com que os elétrons lançados pelo equipamento atravesse a estrutura do material. É fundamental que isso aconteça, caso contrário não é possível obter qualquer imagem nesse tipo de microscópio eletrônico.

     A imagem obtida pelos pesquisadores pode ser vista na figura abaixo, onde também é possível observar uma sequencia de figuras que ilustram a dupla hélice da estrutura de DNA a qual o trabalho tem como foco.

     Com a divulgação deste trabalho, ficamos mais próximos da possibilidade de compreensão de mecanismos importante para o funcionamento de estruturas tão complexas como as que estão envolvidas na engenharia genética.

Consulte:

Entenda mais sobre o trabalho. io9 Portal Biology.

http://io9.com/5964239/scientists-snap-a-picture-of-dnas-double-helix-for-the-very-first-time

Artigo original na NanoLetters

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl3039162

Estruturas complexas das proteínas

http://pt.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADna

Site do Laboratório nacional de biociências LNBio

http://lnbio.cnpem.br

Cristalografia de proteínas

http://cbme.ifsc.usp.br/pesquisa/pc.php

Acessos em: dez. 2012.

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EFEITOS RELATIVÍSTICOS NA INFLUÊNCIA DE FENÔMENOS DE ABSORÇÃO E ESPALHAMENTO EM METAIS.

Entenda como o apenas os metais cobre, ouro e prata apresentam cores características e os demais metais são prateados (reflexivos).

RESUMO

Os mecanismos envolvidos na interação da radiação eletromagnética com a matéria determinam as propriedades óticas dos materiais. Os fenômenos que determinam a absorção e emissão de radiação estão relacionados com as estruturas eletrônicas dos metais, sendo assim, a configuração de orbitais atômicos e moleculares influenciam diretamente na disponibilidade de transições eletrônicas interbandas, responsáveis pela absorção e/ou reflexão de radiação no material. Os metais de transição com orbitais d semipreenchidos promovem transição eletrônica, favorecendo a reflexão da radiação incidida, em contrapartida, elementos com orbitais d completos e elétrons desemparelhados sofrem influência de efeitos relativísticos responsáveis pela compressão da camada de valência do átomo, favorecendo o efeito de absorção. Metais com a característica de absorção e pouca transição eletrônica de alta energia apresentam cor característica. Dentre os metais conhecidos, apenas o cobre, o ouro e a prata apresentam coloração.

Palavra-chave: Metal; cor; transição eletrônica; orbitais; radiação.

Para ler o texto completo, baixe aqui o artigo.

Nano impressão 3D

A técnica de impressão em 3D já não é mais novidade para o meio científico, já conhecemos equipamentos e  métodos para realizar esse tipo de atividade, levando a acreditar que a impressão 3D seja algo já descoberto e que agora passa pela etapa de modernização dos processos (Ver matéria publicada aqui, sobre a criação de uma bicicleta usando a técnica de impressão em 3D). Contudo, estudos recentes mostraram a viabilidade técnica de realizar impressões em escalas micrométricas.

Fonte: http://www.tuwien.ac.at/en/news/news_detail/article/7444/ Acessado em 30/03/2012

Pesquisadores da Universidade Tecnológica de Vienna desenvolveram um processo para impressão de objetos em escala micrométrica, tornando essa uma importante etapa para o desenvolvimento de materiais com dimensões cada vez mais precisas e complexas.
A equipe explica que a técnica usada, conhecida como Litografia de 2 fótons, do inglês "two-photons lithography", está baseada na formação de  estruturas sólidas formadas por resina polimérica que passa por processos de polimerização ao serem atingidas por feixes de luz laser.

@Carro de corrida, impresso nos laboratórios da Universidade de Tecnologia de Vienna.

Diferentemente das técnicas usuais para impressão em 3D, na qual camadas de algum material são depositadas sobre as outras camadas, formando estruturas tridimensionais formadas por (layers) "fatias" que se aderem por processos físicos, a nano impressão 3D por sua vez acontece na presença de uma superfície com resina, cuja qual, apresenta sua composição baseada em moléculas com capacidade para se organizarem em redes (monômeros), então, essas moléculas são atingidas por um feixe laser que tem a capacidade (energia) de formar ligações entre essas moléculas, formando assim as redes poliméricas, o que confere a característica sólida de peça única ao material.

Fonte: Vienna University of Technology