Estudio computacional de la interacción de los nucleótidos del ADN con la nitrosamina del tabaco

El presente trabajado tuvo como objetivo estudiar computacionalmente la interacción de los nucleótidos del Ácido desoxirribonucleico (ADN) con la nitrosamina del tabaco. Para este propósito se caracterizó la actividad química de las moléculas de nitrosamina NNA Y NNK sobre el ADN humano simulando su interacción con los nucleótidos del ADN, y de esta manera evaluar los resultados de las simulaciones usando los valores calculados de energías, parámetros geométricos y eléctricos de los sistemas analizados, empleando métodos de química computacional que son los más apropiados para estudiar sistemas complejos como los que se están trabajando. Para la caracterización se efectuaron las simulaciones computacionales que son útiles para predecir la interacción de estos sistemas moleculares y se utilizó software especializados como GaussView 6.0.16 y Gaussian 03 que permitieron modelar los fragmentos de ADN, específicamente los nucleótidos y la molécula de nitrosamina. El análisis se llevó a cabo empleando el nivel de teoría de Hartree-Fock con Basis Set 6-311G (d, p) y Basis set STO-3G tanto para estimar la interacción y las propiedades químicas. Los resultados obtenidos de los cálculos efectuados permiten establecer que la Citidin Monofosfato (CMP) interacciona con la nitrosamina NNA para formar un complejo de alta estabilidad, de igual forma se detectó que todos los nucleótidos forman puentes de hidrógeno en su mayoría de tipo O-H y N-H. Se concluye que todas las interacciones de los nucleótidos con las nitrosaminas corresponden a puentes de hidrogeno los que interfieren en la formación de la cadena de ADN. Se recomienda, en el caso de trabajar con moléculas complejas utilizar Basis set más completos como el 6-311G, 6-311G* y otros métodos computacionales como DFT que es adecuado para modelar moléculas complejas que tienen orbitales (d, p) y que en general producen resultados de energía más exactos.This work aimed to study computationally the interaction of deoxyribonucleic acid (DNA) nucleotides with tobacco nitrosamine. For this reason, the chemical activity of nitrosamine NNA and NNK molecules on human DNA was characterized by simulating their interaction with DNA nucleotides, and in this way evaluate the results of simulations using the calculated energy values, geometric and electrical parameters of the systems analyzed, using computational chemistry methods that are most appropriate to study complex systems such as those being worked on. Computational simulations were performed for characterization that are useful for predicting the interaction of these molecular systems, and specialized software such as GaussView 6.0.16 and Gaussian 03 were used to model DNA fragments, specifically nucleotides and nitrosamine molecule. The analysis was carried out using the Hartree-Fock theory level with Basis Set 6-311G (d, p) and Basis set STO-3G both to estimate interaction and chemical properties. The results obtained from the calculations performed make it possible to establish that Citidin Monophosphate (CMP) interacts with nitrosamine NNA to form a high stability complex, similarly it was detected that all nucleotides form mostly O-H and N-H hydrogen bridges. It is concluded that all nucleotide interactions with nitrosamines correspond to hydrogen bridges that interfere with the formation of the DNA chain. It is recommended, in the case of working with complex molecules to use more complete Basis sets such as 6-311G, 6-311G* and other computational methods such as DFT which is suitable for modeling complex molecules that have orbitals (d, p) and generally produce more accurate energy results