Segue o questionário no corpo do e-mail. BIO10

Segue o questionário no corpo do e-mail.
BIO10-003 – Métodos Biofísicos de Análise – Prof. Tarso Ledur Kist
Fluorescência, Fosforescência, Quimiluminescência, Bioluminescência e Termoluminescência.
1) Explique a diferença entre Fluorescência e Fosforescência. Algumas substâncias, quando
sujeitas às radiações ultravioleta, emitem luz visível. Os átomos destas substâncias
fluorescentes absorvem a radiação ultravioleta, invisível para o olho humano, e irradiam
radiação visível para o ser humano. Substâncias fosforescentes, mantêm a emissão de luz
visível durante algum tempo, depois de terem sido sujeitas a radiação ultravioleta. Após os
elétrons serem excitados, relaxam e voltam à sua órbita inicial, liberando o seu excesso de
energia na forma de fótons. Quando esta relaxação ocorre em tempos inferiores a 10-5
segundos, chama-se fluorescência, enquanto que em tempos superiores, fosforescência,
durando minutos ou até horas. A maior diferença entre fluorescência e fosforescência é o
tempo entre a absorção da energia e a emissão do fóton.
2) No caso da termoluminescência, no que consiste a curva de emissão de Planck de um corpo
negro. A termoluminescência é a emissão de luz em resultado do aquecimento dos minerais em
baixa temperatura,sendo inferior à temperatura de incandescência. Planck deduziu a
distribuição da radiação luminosa de um corpo negro e mostrou como ela varia com o
comprimento de onda para uma dada temperatura. Uma vez que a temperatura de um corpo
negro é especificado, a lei de Planck pode ser usada para calcular a intensidade da luz emitida
por um corpo como uma função do comprimento de onda. Inversamente, se a distribuição de
brilho da radiação de um corpo é medido, então, pela curva de Planck do seu gráfico,
podemos determinar a sua temperatura. As curvas mostram que quanto mais quente for um
corpo, maior será sua luminosidade a pequenos comprimentos de onda.
3) Cite exemplos de proteínas envolvidas na Bioluminescência. É a produção e emissão de luz
fria por um organismo vivo, como resultado de uma reação química durante a qual energia
química é transformada em energia luminosa, utilizado por muitos animais e algas marinhas,
resultando na produção de luz. O processo é feito através da oxidação de uma proteína
chamada Luciferina por uma enzima chamada Luciferase.
4) No que consiste a polarização da luz? A polarização da luz explica-se facilmente admitindo
que a luz é uma onda transversal (oscila em planos perpendiculares à direcção de
propagação).A luz que atravessa um filtro polarizador oscila num único plano. Se colocarmos
um segundo filtro polarizador a seguir ao primeiro, e os planos de polarização dos dois filtros
coincidirem, a luz atravessará os dois filtros, ficando polarizada nesse plano. Mas se os planos
dos dois filtros forem perpendiculares, nenhuma parte da luz polarizada pelo primeiro filtro
conseguirá passar através do segundo (não se conseguirá ver nenhuma imagem através dos
filtros). A luz também é polarizada quando é reflectida numa superfície. Se observamos
a luz reflectida numa superfície através de um filtro polarizador, o reflexo desaparecerá se o
plano de polarização do filtro for perpendicular à superfície reflectora.
5) Fale sobre as ondas eletromagnéticas. Onda eletromagnética é uma combinação de um campo
elétrico e um campo magnético, esses campos se propagam numa mesma direção porém em
planos ortogonais. É de conhecimento nosso que uma variação no campo magnético induz um
campo elétrico e vice-versa, portanto numa onda eletromagnética o campo elétrico é gerado
pelo campo magnético que por sua vez é gerado pelo campo elétrico, ambos se nutrindo num
arranjo perfeito
Radiatividade
1) Qual o efeito da distância entre uma fonte radiativa e um detector no valor medido da
intensidade? Para uma fonte puntiforme de radiação, emitindo em todas as direções, a fração de
radiação que é percebida por um detector depende da distância entre a fonte e o detector, assim
como da área sensível do detector voltada para a fonte. À medida que a fonte é afastada do
detector, reduz o valor do ângulo sólido; a abertura do ângulo sólido está limitada pela área
sensível do detector e seu vértice esta na fonte. Desta forma, quanto mais afastado do detector,
menor será a fração da atividade total da fonte que será percebida. Por relações que a geometria
fornece, pode-se mostrar que a atividade ou intensidade da radiação percebida pelo detector varia
inversamente com o quadrado da distância fonte.
2) Qual o efeito da blindagem entre uma fonte e um detector no valor da intensidade medida?
Quando uma radiação eletromagnética atravessa um corpo material ocorre uma redução de sua
intensidade devido à absorção. O detector detecta menos radiação devido a blindagem absorver uma
parte dela.
3) No que consiste a tabela de nuclídeos? Quais informações ela contém para cada nuclídeo?
Consiste em uma tabela que mostra a estrutura atômica, onde temos todos os núcleos estáveis e
radioativos e facilmente podemos visualizar os isótopos, isóbaros e isótonos, tbm mostra n° de
massa(A), o tempo de meia vida, o tipo de radiação entre outros.
4) Preencher o decaimento:
ZX
A
 -_z_X_a_ + β+
o A não muda mas o Z sim de for beta mais, fica Z-1 se for meta menos fica Z+1 é isso
5) Explique a radiólise da água pelas radiações ionizantes e como são gerados os radicais livres OH
e H por este fenômeno? A radiólise da água é a modificação estrutural da molécula de água causada
pela radiação ionizante. Esta pode levar a molécula H2O a um estado muito excitado ou então
propiciar a formação de radicais do tipo H3O+, OH-, H2O+ e H2O-, os quais por serem instáveis,
podem levar aformação de radicais livres do H e OH, que se caracterizam por serem por serem
muito radiativos e por possuírem carga elétrica. Em virtude disso, esses radicais livres podem
interferir com o metabolismo das proteínas, dos lipídios e dos carboidratos. Entre outras, algumas
possibilidades reacionais intracelulares e extracelulares:
H2O + radiação ionizante —› [H2O]*
[H2O]* —› H2O+ + e–
H2O+ —› H+ + OH
H+ + H2O —› H3O+
OH + OH —› H2O2
H2O2 + e–—› OH + OH–
H2O + radiação ionizante —› [H2O]*
[H2O]* + e– —› H2O–
H2O– —› H + OH–
H + H —› H2
H + OH —› H2O
2 [H2O]* —› H3O+ + OH–
H+ + OH– —› H2O
H3O+ + OH– —› H2O
Sendo formas altamente reativas, os radicais livres derivados da radiólise da água interagem
quimicamente entre si ou com moléculas próximas a eles. Como conseqüência, novas moléculas do
organismo vivo podem ser danificadas, passando a disputar elétrons com o meio.
Difração de Raios X
1) Explique a equação de Bragg. Quais as variáveis que ela relaciona entre si?
A equação de Bragg nos diz que, para qualquer distância d, a difração pode se dar em
diversos ângulos, cada um correspondendo a um valor diferente de n.
Equação de Bragg : n.lambida=2.d.Seno.teta
n=plano de átomos lambida=comprimento de onda do raioX d=espaçamento entre o plano
dos átomos teta=ângulo de difração
2) Qual a principal aplicação da Difração de Raios X na Biologia Molecular? Por meio da difração
de raios-X, uma metodologia que nos dá formidáveis conclusões sobre a estrutura das
proteínas. Os resultados mais importantes de difração de raios-x sobre a molécula de DNA foi
que indicavam que o DNA tinha uma estrutura helicoidal.
MET e MEV
1) Quais as diferenças entre o funcionamento entre estes dois microscópios?Em ME de
Transmissão o cátodo que emite elétrons em vácuo e forma feixes de elétrons; elétrons que
atravessam a amostra: área eletrolucida; elétrons que não atravessam a amostra: área
eletrodensa; a amostra é desidratada e utiliza-se metais pesados para a coloração; utiliza-se
elétrons que atravessam a amostra para formar a imagem; aparência é plana; são feitos cortes
ultrafinos; mais resolução.
Em MEV a amostra é varrida por um feixe de elétrons estreitos; os elétrons espalhados ou
emitidos na bomba de elétrons são medidos e utilizados para medir a intensidade de um
segundo feixe que passa a imagem em uma tela de TV; a amostra é desidratada, fixada e
coberta por uma camada fina de metal pesado; utiliza-se elétrons que são espalhados ou
emitidos; a partir da superfície da amostra para formar a imagem; aparência tridimensional;
menos resolução; a amostra não é cortada
2) Quais as diferenças no preparo da amostra para um e outro?Em ME de Transmissão a amostra
é desidratada e utilizam-se metais pesado para sua coloração, para evitar acúmulo de carga
na superfície da amostra às amostras de tecido devem ser revestidas com uma fina camada de
material condutor, e também são feitos em cortes ultrafinos. Em ME de Varredura a amostra
é desidratada, fixada e coberta por uma camada fina de metal pesado cortes são feitos para
caber na câmara de amostras e algum seccionamento se necessário.
3) Que tipo de imagem é obtida num e noutro? No ME de Transmissão a imagem é
bidimensional e no ME de Varredura é tridimensional.
4) Quais amostras são mais comumente analisadas num e noutro?
MFA
1) Explique o princípio de funcionamento do MFA. É composto por uma haste que em sua
extremidade há uma sonda que varre toda a amostra no plano X e Y e a uma altura Z. Esta
sonda mede as interações de Van Der Walls entre ela e a amostra. Um laser inside sobre a
haste e mede as interações das forças, o que reflete é medido por fotodetectores. A imagem é
projetada a em um computador que apresente uma imagem completa da morfologia da
superfície.
2) Que tipo de amostras podem ser observadas? Na análise é utilizado um pequeno volume de
amostra, possuindo uma preparação da amostra simples ou desnecessária. No modo de
contato a ponta faz um leve contato com a amostra produzindo imagens com alta resolução,
este método é especialmente indicado para amostras rígidas, pois se houver uma camada de
líquido na amostra, essa operação do MFA penetrará na camada de líquido para a imagem da
superfície. Em condições ambientais, a maioria das amostras tendem a desenvolver uma
camada líquida . A compressão e as forças geradas pelo modo contato, podem causar danos a
amostras. No modo não contato, a amostra não sofre o atrito, presente no modo de contato,
causado pela ponta do MFA após um determinado número de varreduras. Neste método é
usado preferencialmente em amostra moles. Porém o de não contato é limitado por causa da
distância entre a amostra e a ponta, por isso, usa-se o modo contato interminente.
3) Qual o poder de resolução deste microscópio se comparado com as microscopias eletrônicas?
imagens com alta resolução
Potenciometria
1) Quais variáveis a equação de Nernst relaciona entre si?
2) Explique como funciona o pHmetro? Constituído basicamente por um eletrodo e um circuito
potenciômetro. O aparelho é calibrado (ajustado) de acordo com os valores referenciado em cada
soluções de calibração. Para que se conclua o ajuste é então calibrado em dois ou mais pontos.
Normalmente utiliza-se tampões de pH 7,000 e 4,005. Uma vez calibrado estará pronto para uso. A
leitura do aparelho é feita em função da leitura da tensão (usualmente em milivolts) que o eletrodo
gera quando submerso na amostra. A intensidade da tensão medida é convertida para uma escala de
pH. O aparelho faz essa conversão, tendo como uma escala usual de 0 a 14 pH.
3) Qual o valor da diferença de potencial entre dois eletrodos em uma pilha de Daniell quando a
ponte salina é interrompida? (Lembrando que a pilha de Daniel usa eletrodos de cobre e zinco, tal
como usado na aula prática).
Propriedades da água
1) Porque a água, quando usada como solvente, consegue dissociar tão bem os sais, ácidos e bases?
As moléculas de água penetram entre as partículas do soluto, que pode ser um sal, açúcar, etc.
Quando penetram na partícula, as moléculas de água promovem a separação das partículas,
dissolvendo-as. As substâncias hidrofílicas possuem afinidade com a molécula de água e são
solúveis nela. Isso ocorre porque as moléculas hidrofílicas são polarizadas. Como a água é
uma molécula dipolar, ou seja, possui carga positiva e negativa, pode se ligar tanto à
moléculas de carga positiva como de carga negativa.
2) Em solução qual a quantidade de pontes de hidrogênio formado por uma molécula de água? Em
quantas ela entra como doadora e em quantas ela entra como aceptora? Compare com um líquido
formado somente por NH3.
3) As propriedades chamadas de hidrofobicidade e hidrofílicidade são uma conseqüência de qual
propriedade da água?
Eletroforese
1) Deduza a equação fundamental da eletroforese em solução livre.
2) Porque não é possível separar ácidos nucléicos por tamanho por eletroforese em solução livre?
3) Explique a reação de terminação de cadeia. Como é feito o sequenciamento de DNA por
eletroforese? Foi desenvolvido a técnica de eletroforese capilar combinado ao uso de radiação
a laser, que permitiu acelerar o processo de seqüenciamento de DNA. Análise STR: extrair o
DNA das células da amostra, quantificar o DNA, transformar o DNA utilizando a técica do
PCR, utilizar eletroforese capilar para extrair o DNA transformado. A análise via reação em
cadeia polimerase (PCR) é uma técnica mais recente que pode transformar o dna em uma
amostra bem melhor.
4) Explique a eletroforese em gel de poliacrilamida das proteínas tratadas com SDS? Qual
parâmetro medido? Fragmentos pequenos de DNA ou outra molécula , recupera e purifica
amostras em cubas de vidro, aplicação decorrente. O gel de policrilamida pode ser
desnaturante: com presença de uréia, separa e purifica fita simples ou não desnaturante:
separa e purifica fitas duplas sem apresença de uréia.
5) No que consiste a focalização isoelétrica? A separação entre os constituintes da amostra se dá por
quais parâmetros?
6) No que consiste a eletroforese 2D? Na eletroforese bidimensional, as proteínas são
submetidas a dois processos consecutivos (duas dimensões) de separação, baseados em
propriedades diferentes das proteínas. Assim, durante a primeira dimensão, denominada
focalização isoelétrica (IEF), as proteínas são separadas em um gel de poliacrilamida, que
forma um gradiente de pH, e migram até atingirem uma posição estacionária onde possuam
carga líquida zero (ponto isoelétrico). Na segunda dimensão, as proteínas separadas pela IEF
são submetidas a uma eletroforese desnaturante em gel de poliacrilamida, que separa as
proteínas de acordo com suas massas moleculares. Como os parâmetros usados na primeira
dimensão (ponto isoelétrico) e na segunda dimensão (massa molecular) são independentes,
uma grande resolução é atingida. Mais de 8.000 proteínas podem ser separadas em um único
gel bidimensional.
7) No que consiste a eletroforese capilar? O capilar e os reservatórios contendo os eletrodos são
cheios com um tampão, o qual conduz corrente elétrica com capacidade de tamponamento, se
introduz uma amostra contendo capacidade iônica como uma banda de pequena
espessura.Qaundo o campo elétrico é aplicado, forças elétricas atua na camada difusa, os íons
arrastam moléculas de água formando um fluxo que é direcionado para o catodo, enquanto a
parede do capilar permanece negativa.
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