Propriedades termo-eletrônicas da molécula do DNA

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Esta tese apresenta um abrangente e atualizado estudo de algumas propriedades físicas da molécula do DNA, tais como seus aspectos termodinâmicos (calor específico) e eletrônicos (transmissividade eletrônica, fator de localização, entre outros). A molécula do DNA pode ser considerada uma seqüência simbólica de quatro letras: guanina (G), adenina (A), citosina (C) e timina (T). Ela é usualmente descrita como uma cadeia bidimensional aleatória com correlação de curto-alcance, mas não há impedimentos para que a cadeia seja crescida seguindo seqüências quasi-periódicas, como por exemplo, as sequências de Fibonacci e Rudin-Shapiro. Com o intuito de investigar a relevância das correlações subjacentes nas distribuiçõoes dos nucleotídeos, comparamos os resultados para a sequência genômica do DNA (Ch22) com as duas seqüências artificiais citadas acima, que possuem correlaçãao de longo alcance. A análise do calor específico é feita considerando-se formalismos apropriados; o clássico, utilizando a distribuição de Maxwell-Boltzmann; a descriçãoo quântica, utilizando a distribuição de Fermi-Dirac; e o formalismo da não-extensividade, usando a entropia de Tsallis. Os espectros de energias são calculados utilizando-se a equação de Schrodinger unidimensional na aproximação de ligação forte. Nós calculamos também a transmissividade eletrônica, o comprimento de localização, bem como I (corrente) vs V (potencial), curva que caracteriza as propriedades elétricas de uma molécula de DNA dupla fita. O modelo teórico considerado faz uso de um Hamiltoniano efetivo com aproximação de ligação-forte descrevendo um elétron movendo-se em uma cadeia com um simples orbital por sítio e interações entre vizinhos mais próximos, juntamente com a equação de Schrodinger, e a muito conveniente técnica da matriz de transferência