Aplicaciones de la microscopía de fuerzas al estudio de sistemas de moléculas biológicas ...

245 Pages·2003·16.8 MB·Spanish

Aplicaciones de la microscopía de fuerzas
al estudio de sistemas de moléculas
biológicas individuales

Tesis Doctoral
Enero de 2003
Fernando Moreno Herrero
Universidad Autónoma de Madrid
Departamento de Física de la Materia Condensada

Aplicaciones de la microscopía de fuerzas
al estudio de sistemas de moléculas
biológicas individuales
Memoria presentada por D. Fernando Moreno Herrero para optar al
grado de Doctor en Ciencias Físicas
dirigida por el Dr. Arturo M. Baró Vidal
en el Departamento de Física de la Materia Condensada de la Facultad
de Ciencias de la Universidad Autónoma de Madrid

A mis padres, Pilar y Fernando

Las ideas tienen vida propia, no pertenecen, afortunadamente,
a aquellos que las conciben
“El Siglo de la Ciencia”, J. M. Sánchez Ron

Índice general
Introducción 15
Capítulo 1.
Métodos no invasivos para medidas en material biológico
1.1. Introducción 21
1.2. Fundamento de la microscopía de fuerzas 23
1.3. Técnicas de medida topográfica en AFM 26
1.3.1. Modo clásico de contacto 28
1.3.1.1. Las fuerzas laterales 28
1.3.2. Dynamic Atomic Force Microscopy (DAFM) 30
1.3.3. Jumping Mode (JM) 33
1.4. Métodos no invasivos para medidas en aire ambiente 36
1.5. Métodos no invasivos para medidas en líquido 40
1.5.1. DAFM en medio líquido 44
1.5.2. JM en medio líquido 51
1.5.2.1. Experimentos sobre ADN 54
1.5.2.2. Experimentos sobre el bacteriófago 29 57
1.6. JM versus DAFM en líquido 60
1.7. Mapas de adhesión en líquidos 64
1.8. Resumen 65
10 Índice general
Capítulo 2.
Propiedades físicas de biomoléculas: la conductividad eléctrica del ADN
2.1. Introducción 67
2.2. Contexto histórico 69
2.3. Preparación de muestras de ADN 70
2.3.1. Preparación de muestras de ADN usando MgCl 71
2
2.3.2. Preparación de muestras de ADN usando APTES 72
2.4. Experimentos con contacto 72
2.4.1. Experimentos en Poly(dG)-Poly(dC) 75
2.4.2. Medidas con otros metales y en otros substratos 76
2.5. Experimentos sin contacto 78
2.5.1. Experimento electrostático sobre ADN 81
2.5.2. Experimento electrostático sobre ADN y nanotubos 82
2.6. Búsqueda de otros conductores moleculares basados en ADN 85
2.7. El M-ADN 85
2.8. Fabricación de M-ADN 87
2.8.1. Concentraciones de Ni2+ y Co2+ 89
2.8.2. Influencia del pH, tiempo de reacción y estabilidad 90
2.8.3. Reversibilidad de la reacción 91
2.8.4. El experimento radioactivo 92
2.9. Caracterización topográfica del M-ADN 95
2.10. Experimentos de conductividad en M-ADN 97
2.11. La conductividad del ADN: una visión en perspectiva 98