[Todos] Seminario INQUIMAE / DQIAQF - 25 de octubre - 13 hs.

[Gabriel Gordillo]

Seminarios DQIAQF - INQUIMAE,  25 de octubre de 2010 - 13 hs.
 
Aula de Seminarios INQUIMAE - DQIAQF
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Ciudad Universitaria - Pab. 2  -  Piso 3



Simulación computacional de daño por radiación en sistemas biológicos

Jorge Kohanoff

Queen's University Belfast, Reino Unido

 

La radiación interactúa con la materia de variadas maneras, dependiendo de si se trata de ondas electromagnéticas (luz ultravioleta, rayos-X, rayos gamma), o partículas masivas cargadas como electrones e iones, o no cargadas como neutrones. Desde los tiempos de Röntgen (1895) se sabe que la radiación es capaz de producir daño en sistemas biológicos, y ya a principios del siglo XX se había propuesto como un posible medio para curar el cáncer. Hoy en día, la radioterapia más común sigue siendo a base de rayos-X, y frecuentemente es combinada con quimioterapia. Sin embargo, en los últimos años se ha comenzado a difundir la radioterapia basada en iones, típicamente protones y C+q, debido al mucho menor daño colateral producido por una deposición de energía mucho mas localizada.

Mucho se ha estudiado el fenómeno de daño por radiación en sistemas biológicos, y se ha llegado a la conclusión de que el efecto más importante es la ruptura del ADN, especialmente si las dos hélices se rompen en la misma zona. En dicho caso las enzimas especializadas en reparar el ADN tienen mayor dificultad, y la acumulación de daño termina por iniciar el ciclo de detención de la función biológica llevando a la muerte celular (apoptosis). A pesar del enorme esfuerzo dedicado a este tema, los mecanismos a través de los cuales los varios tipos de radiación llevan a la ruptura del ADN no están claros. En principio toda partícula energética puede producir daño, pero el consenso es que las dos especies más sospechosas son los electrones producidos por ionización del medio (agua y otro material biológico como proteínas), y los radicales (e.g. OH. y H.) producidos de la misma manera. Otra posibilidad son los huecos generados por ionización directa del ADN.

En éste seminario voy a contar los resultados de una serie de estudios que estamos realizando a través de simulación computacional. En la primera parte voy a mostrar qué sucede cuando iones de carbono de relativamente baja energía interactúan con agua líquida. Esto nos va a permitir ver qué tipo de especies químicas son generadas en éste proceso. También mostraré algunos resultados de excitación electrónica obtenidos para protones de alta energía en hielo. En la segunda parte me voy a focalizar en el estado final, en el cual los electrones generados por ionización, luego de frenarse, son capturados por el ADN y se transfieren a una región donde facilitan la ruptura, ya sea a nivel del enlace fosfato o del enlace glicosídico entre ácido nucléico y ribosa (azúcar).
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