Mania de Matematica 2 - Novos Enigmas e Desafios Matemáticos

(fjmsfe) #1



helicoidais se enroscam uma ao redor da outra. Os biólogos estudaram a geometria da “dupla-
hélice” do DNA sob diversas condições e descobriram que ela também se superenovela, com
transições de voltas para torções. A compreensão dessas transições é importante para a
interpretação de imagens feitas por microscopia eletrônica de trechos circulares de DNA
(Figura 16.4). Além disso, como mencionei há pouco, o DNA e o fio do telefone têm uma
propriedade diferente do barbante comum: são capazes de fazer ou desfazer suas próprias
estruturas helicoidais. Uma característica topológica simples de tudo isto poderá lhe dar uma
ideia das teorias muito mais sofisticadas que estão sendo concebidas por topólogos e
biólogos. Está relacionada a três características de pedaços circulares de DNA:


Figura 16.4
Imagens de DNA feitas por microscópios eletrônicos.

O número de ligações L — o número de vezes em que uma fita se cruza com a outra
quando a molécula é apoiada sobre o plano.
O número T de torções helicoidais no DNA.
O número de voltas V, que mede o superenovelamento.

A fórmula básica é muito elegante:

L = T + V,

que generaliza a nossa fórmula anterior, T + V = 0 numa fita plana, e que pode ser provado da
mesma maneira. As extremidades de uma fita plana não estão ligadas: para elas, L = 0. Num
certo trecho circular de DNA, L é fixo, mas podemos substituir voltas por torções ou vice-
versa. A Figura 16.5 mostra o funcionamento da fórmula, usando um trecho circular de DNA. A
primeira figura tem L = T = 20 e V = 0. Na segunda figura foi inserida uma torção adicional,
portanto T passa a ser 21. Em compensação, forma-se uma volta negativa (V = -1), gerando a
aparência de um “8”. A terceira figura mostra que se, ao invés disso, inserirmos uma torção
negativa (transformando T em 19), então V mudará para +1. Novamente obtemos a aparência
de um “8”, mas com a outra fita por cima. Para maiores informações, veja o livro DNA
Structure and Function, de Richard B. Sinden.

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