Um estudo teórico da reação induzida pela luz ultravioleta do uracil RNA-nucleobase, realizado por pesquisadores LMU, sugere que pulsos de laser cuidadosamente moldados podem ser usados ​​para capturar o estado intermediário crucial para caracterização detalhada.

Pesquisadores do LMU liderados por Regina de Vivie-Riedle, Professor de Química Teórica na LMU Munique, desenvolveram um conceito que sugere como os estudos da interação fotoquímica da radiação UV com o ácido ribonucléico (RNA) podem ser otimizados. Os fótons energéticos dos quais a radiação UV é composta desencadeiam transformações químicas nas bases de nucleotídeos que formam as subunidades do DNA e do RNA, que pode resultar em mutações genéticas deletérias. A fim de obter um melhor entendimento do mecanismo molecular que leva a esse fotodano, a dinâmica de amostras purificadas de bases de RNA e DNA é extensivamente investigada com pulsos de laser ultracurtos com o objetivo de caracterizar intermediários transitórios que surgem no curso da reação fotoquímica. O problema com essa abordagem é que as moléculas excitadas liberam muito rapidamente a energia injetada pelo pulso curto de laser. "Este fenômeno de fotorrelaxamento é considerado uma resposta protetora embutida que minimiza o risco de fotodanos, mas também torna muito difícil aprender muito sobre o próprio estado de excitação, "como Daniel Keefer, um membro do grupo de de Vivie-Riedle explica.

Junto com Spiridoula Matsika, um ex-Humboldt Fellow na LMU da Temple University na Filadélfia, Regina de Vivie-Riedle e seus colegas de trabalho demonstram como o processo de relaxamento ultrarrápido no composto uracil, uma das bases de RNA, pode ser controlado com campos de luz personalizados. Este estudo também mostra como o estado excitado pode ser efetivamente 'preso' para facilitar sua caracterização. A ideia básica é moldar o pulso de laser de tal forma que a molécula permaneça no estado excitado por mais tempo (mais de 50 picossegundos em vez de 190 femtossegundos) - como se o processo de relaxamento para o estado fundamental fosse temporariamente interrompido pressionando o botão Botão de pausa. Os resultados e suas implicações são descritos no Jornal da American Chemical Society .

Experimentos anteriores que empregavam pulsos de laser de femtossegundos para excitar o uracil serviram como ponto de partida para o novo estudo. Os pesquisadores do LMU otimizaram os estimulantes pulsos de laser em relação a vários objetivos de controle, alcançar uma aceleração e uma extensão significativa da vida útil do estado de excitação em quase 30 vezes. Especialmente esse aprisionamento no estado crucial abre o caminho para estudos espectroscópicos de acompanhamento da reação que leva ao fotodano. Além disso, esses resultados devem ser aplicáveis ​​às outras bases encontradas nos ácidos nucléicos. “Estamos confiantes de que nosso modelo facilitará estudos futuros dos mecanismos de reação que levam ao fotodano de nucleotídeos, "diz de Vivie-Riedle.