ISBN 978-85-85905-19-4
Área
Química Analítica
Autores
Ribeiro, D.B. (UFMA) ; Silva, M.G.S. (UFMA) ; Nunes, G.S. (UFMA) ; Marques, P.R.B.O. (UFMA)
Resumo
O presente trabalho avaliou o comportamento do DNA a partir de métodos espectrofotométricos, estudando também o comportamento do sinal analítico do DNA em presença dos pesticidas organofosforados clorpirifós, clorpirifós-oxon e temefós, em pH 7,2 e 12. O estudo evidenciou efeitos de hipercromismo, hipocromismo e batocromismo no sinal de DNA quando os pesticidas foram postos no meio analítico. Foi verificado que estes efeitos dependem da concentração do pesticida em estudo e podem evidenciar diferentes formas de interação entre o pesticida e a estrutura helicoidal antiparalela do DNA.
Palavras chaves
DNA; Pesticidas; Interação pesticida DNA
Introdução
O DNA oferece sítios de ligação para uma variedade de outras moléculas. Estas ligações podem acarretar em mudanças na sua estrutura. Existem três tipos de processos de interação de moléculas com o DNA: i) Interação eletrostática não específica ii) Ligação com os sulcos da molécula, interagindo com as bordas dos pares de bases e; iii) Intercalação planar entre os pares de bases. As ligações eletrostáticas ou com os sulcos da molécula, geralmente não acarretam em mudanças na estrutura do DNA, porém, a intercalação causar torções angulares na estrutura do esqueleto açúcar- fosfato ou ainda separar pares de bases. As moléculas grandes possuem preferência pelos sulcos maiores do DNA, sendo os sulcos menores, bem como os espaços planares disponíveis entre a dupla hélice, preferidos pelos ligantes pequenos [IHMELS, H., OTTO D., 2005]. As bases nitrogenadas ficam situadas, na dupla hélice, dentro de um arranjo quase co-planar, permitindo que moléculas planares policíclicas intercalem entre dois pares de bases. O processo de intercalação envolve uma pequena mudança de conformação na molécula, desenrolando e/ou alongando a mesma, podendo resultar em mudança na estrutura das moléculas de ribose, entre os carbonos C2´ e C3´, que pode aumentar os espaços entre os fosfatos e diminuir a densidade de carga ao longo da dupla hélice. O processo de intercalação pode ocorre de modo axial paralelo ou perpendicular, com relação às pontes de hidrogênio entre as bases. A determinação de como esta ligação entre o intercalador e o DNA está efetuada constitui uma ferramenta de avaliação qualitativa e quantitativa deste processo de associação. A variações nas propriedades de absorção e emissão de luz podem auxiliar na elucidação deste processo [BAN, et al, 2004; BRABEC, 2004]
Material e métodos
A metodologia utilizada teve por base a avaliação, por espectrofotometria (UV-Vis), dos possíveis efeitos de interações entre DNA e os pesticidas Temefós, Clorpirofós e Clorpirfós-oxon. Foi utilizado o espectrofotômetro, cubetas de quartzo de 1 cm de caminho óptico. As soluções estoques de DNA Calf Thymus foram preparadas a partir da pesagem do material e posterior dissolução em solução de EDTA 1mMol L-1. As diluições foram efetuadas com solução tampão fosfato pH 7,2. As soluções de pesticidas foram preparadas por adição de pequenos volumes de metanol e diluição com tampão fosfato pH 7,2. Primeiramente foi plotada uma curva analítica para obtenção do comportamento espectrofotométrico do DNA. Em seguida foram avaliados os sinais analíticos para os pesticidas. Os estudos de interação foram investigados a partir do comportamento do DNA em presença e ausência dos pesticidas, individualmente. Posteriormente, foi selecionado o pesticida Temefós para estudos de variação de pH e de concentração.
Resultado e discussão
O DNA foi avaliado por espectrofotometria em meio de tampão fosfato pH 7,2,
na região de comprimento de onda entre 220 a 320 nm. Foi plotada uma curva
linear relativa ao aumento do comprimento de onda em função da concentração
de DNA, apresentando ótima linearidade. A pureza do DNA foi testada a partir
da razão de absorbância entre 260/280 nm, que apresentou valor de 1,83, o
que evidencia alto grau de pureza para dsDNA. Em seguida foram avaliados
separadamente os comportamentos dos pesticidas organofosforados:
clorpirifós, clorpirofós-oxon e temefós. Nenhum dos pesticidas apresentou
banda de absorbância na região estudada. Posteriormente, o comportamento do
DNA foi avaliado na presenta de cada um dos pesticidas (concentrações
variando entre 0,2 a 0,002 ppb). Para o sistema DNA/clorpirifós, o sinal
analítico apresentou um efeito hipocrômico para baixas concentrações e
hipercromismo para concentrações mais elevadas. em presença do clorpirifós-
oxon, ocorreu um efeito hipocrômico para soluções mais concentradas. Para o
estudo com o temefós, voi verificado hipocromismo para soluções mais
concentradas e hipercromismo para soluções mais diluídas. O temefós foi
selecionado para os estudos de pH. O DNA foi posto em pH 12 (NaOH), para
desnaturar, sendo o seu sinal avaliado na presença e ausência de temefós. O
sinal do DNA aumentou e foi notado um efeito de deslocamento para maiores
valores de comprimento de onda (batocromismo). Em presença de Temefós
(concentração variando) o DNA (concentração fixa) apresentou regiões
distintas de hiper e hipocromismo, o que pode indicar formas distintas de
interação entre o DNA de Calf thymus e o pesticida Temefós.
Conclusões
Concluiu-se que os efeitos apresentados com relação a variação de sinal analítico do DNA em presença dos pesticidas tem dependência da concentração dos mesmos, o que pode indicar que, em diferentes regiões de concentração, o pesticida pode se ligar ao DNA de diferentes formas, seja por efeitos de interação eletrostática, seja por efeitos de intercalação entre bases nitrogenadas.
Agradecimentos
FAPEMA
Referências
BAN, C.; CHUNG, S.; PARK, D. S.; SHIM, Y-B. Detection of protein–DNA interaction with a DNA probe: distinction between single-strand and double-strand DNA–protein interaction. Nucleic Acids Research, v. 32, n. 13, p. 1-8, July 2004.
BRABEC, V. DNA sensor for the determination of antitumor platinum compounds. Electrochimica Acta, v. 45, n. 18, p. 2929-2932, June 2000.
IHMELS, H.; OTTO, D. Intercalation of organic dye molecules into double-stranded DNA: general grinciples and recent developments. Topics in Current Chemistry, V. 258, n. 1, p. 161-204, 2005
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