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Este trabajo de investigación tiene por objeto determinar los parámetros cinéticos y termodinámicos que influyen en la velocidad de la reacción. Se siguieron criterios de trabajos recientes para estimar y eliminar posibles errores en la medida de la velocidad de reacción debido a gradientes de concentración y temperaturas en el lecho catalítico. Como instrumentó de análisis se usó un cromatógrafo de gases para verificar su precisión y reproductibilidad se analizaron muestras paralelamente mediante un equipo dé infrarrojo. Para el procesamiento de los datos se diseñó un programa de computación que analizara en forma exhaustiva, desde el punto de vista estadístico, el grado de influencia de c/u de las variables que influyen en la velocidad de reacción, como así también el grado de correlación y la incertidumbre de los valores obtenidos (linealidad, correlación simple y múltiple, desviaciones, varianza, test "t" y test "F" ) para los modelos cinéticos postulados.

La radiación UV es la porción más energética del espectro solar que alcanza la superficie terrestre. Este tipo de radiación y, en mucha menor proporción, la luz visible, son capaces de modificar la estructura química de ciertas macromoléculas y metabolitos presentes en los tejidos. En particular, los cambios químicos sufridos por las proteínas y por el ADN producen graves consecuencias a nivel celular. Dichos efectos van desde disfunciones en el metabolismo celular hasta la muerte, pasando por la generación de mutaciones en la secuencia de bases del ADN. La formación de mutaciones puede conducir a la proliferación sin control de la célula con la consiguiente generación de un proceso neoplásico en el tejido que la contiene. Existen dos grupos de mecanismos mediante los cuales la radiación electromagnética modifica o daña al ADN. Los procesos directos se inician con la absorción de fotones por las bases nitrogenadas que son los cromóforos del ADN. Estos procesos ocurren normalmente con una frecuencia muy baja porque el tipo de radiación que absorben las bases nitrogenadas es filtrada en su mayor parte por la atmósfera y sólo llega a la superficie de la Tierra una porción muy pequeña. El otro grupo de procesos fotoquímicos que dañan al ADN y otras macromoléculas son indirectos. En los mismos, un segundo compuesto, denominado fotosensibilizador o simplemente sensibilizador, absorbe la radiación y genera estados electrónicamente excitados, los cuales desencadenan reacciones que involucran al ADN y otros componentes celulares. La radiación de tipo UV-A (320-400 nm) y visible no es filtrada por la atmósfera y puede, por consiguiente, ser absorbida por diversos fotosensibilizadores, por lo cual la protección de la capa de ozono no evita este tipo de reacciones. A partir del descubrimiento, relativamente reciente, de estos procesos fotosensibilizados, se inició la búsqueda y estudio de compuestos que pudieran actuar como fotosensibilizadores. La investigación en este campo persigue varios objetivos. Por un lado, la identificación de sensibilizadores permite evitar la exposición a los mismos. Por otro lado, se pretende entender mejor los mecanismos implicados en la generación de procesos neoplásicos provocados por la radiación solar. Por último, se han desarrollado diversas aplicaciones basadas en el uso de fotosensibilizadores, como sistemas de esterilización y técnicas de terapia fotodinámica. En la actualidad se sabe que varios grupos de compuestos heterocíclicos naturales se comportan como fotosensibilizadores, entre los que se encuentran las pterinas. Las pterinas son una amplia familia de compuestos con estructuras químicas, propiedades fisicoquímicas y funciones biológicas muy variadas. En particular las pterinas oxidadas son fotosensibilizadores eficientes, capaces de actuar a través de diferentes mecanismos como son la producción de especies reactivas de oxígeno y procesos de transferencia electrónica. Se ha demostrado que pterina, el compuesto modelo no sustituido de esta familia, es capaz de modificar a través de procesos fotosensibilizados ADN, nucléotidos, proteínas, péptidos y aminoácidos. Las pterinas más importantes desde el punto de vista biológico son las tetrahidropterinas que no son fotoquímicamente activas, mientras que las oxidadas no están presentes en los mamíferos en condiciones fisiológicas. Sin embargo, se acumulan en la piel de los seres humanos que sufren de vitiligo, una enfermedad cutánea que cursa con una interrupción en la síntesis de melanina, causando manchas blancas en la piel. En esta enfermedad la protección de la piel contra la radiación UV falla debido justamente a la falta de melanina. Por lo tanto, la fotoquímica y las propiedades fotosensibilizadoras de las pterinas adquieren particular interés para la comprensión del mecanismo de esta enfermedad. El principal objetivo de este trabajo de tesis es dilucidar los mecanismos implicados en la oxidación fotoinducida de los componentes del ADN por pterinas oxidadas en solución acuosa, bajo irradiación UV-A. Para ello se trabajó con derivados pterínicos presentes en piel de pacientes con vitiligo, biopterina (Bip), 6-formilpterina (Fop) y 6-carboxipterina (Cap), y con pterina (Ptr) como fotosensibilizador modelo. Como sustratos se emplearon dos nucleótidos púricos, 2’-desoxiadenosina 5’-monofosfato (dAMP) y 2’-desoxiguanosina 5’-monofosfato (dGMP), y uno pirimidínico, 2’-desoxitimidina 5’-monofosfato (dTMP).

Existe una creciente necesidad de hacer un uso más eficiente de los insumos, principalmente de aquellos con riesgo asociado de contaminación ambiental como es el caso del nitrógeno (N). Esto conlleva el análisis en ambientes sub-óptimos en cuanto a disponibilidad del nutriente; sin embargo, son escasos los estudios que consideran el control genético de la determinación del rendimiento en dichos ambientes, y más escasos aún los orientados a los rasgos fisiológicos que modulan la expresión del componente del rendimiento identificado como peso individual del grano (PG). El objetivo de esta tesis fue estudiar los mecanismos fisiológicos y genéticos subyacentes de la expresión del PG en maíz en ambientes contrastantes en disponibilidad de N. Se analizaron los componentes fisiológicos el PG en experimentos a campo sobre un conjunto de líneas endocriadas de distinto origen y sus híbridos derivados, utilizando un diseño de cruzamientos dialélico completo. El efecto del nivel de N sobre el PG estuvo mediado por cambios en la relación fuente-destino durante el llenado efectivo, producto de la alta respuesta del crecimiento por planta en post-floración a la oferta de N. Dicha respuesta se observó en los híbridos pero no en las líneas, probablemente debido a un efecto de depresión por endogamia asociado a un bajo PG potencial. La proporción de efectos génicos aditivos (i.e. heredables) fue mayor para los componentes fisiológicos del PG que para el PG per se, y a su vez dicha proporción se incrementó en la condición de baja oferta de N para casi todos los atributos. Estos resultados evidencian, por un lado, la importancia en el uso de los caracteres secundarios con el fin de mejorar el PG, y por el otro, que la selección en ambientes restrictivos en N se realizaría sobre una base mayor de efectos genéticos predecibles. El PG se asoció genéticamente en forma directa con (i) sus dos principales componentes, i.e. tasa y duración de llenado, prevaleciendo la vía aditiva con la tasa y la no aditiva con la duración; (ii) la relación fuente-destino alrededor de floración vía efectos aditivos; y (iii) con el crecimiento por planta durante el llenado mediante efectos no aditivos. A su vez, ambos componentes del rendimiento en grano (i.e. número y peso) se correlacionaron genéticamente entre sí de manera negativa y vía efectos aditivos. Las diferencias en los mecanismos genéticos de asociación de los atributos con el PG poseen implicancias importantes respecto de su aplicación en el mejoramiento, sobre todo en lo referido al momento apropiado para ser considerados dentro de las distintas etapas del proceso de mejora.

Bordetella pertussis es un patógeno estrictamente humano, agente causal de la Tos convulsa o pertussis. Esta enfermedad es considerada actualmente como re-emergente debido al incremento en el número de casos que se ha observado en la última década, a pesar de la vacunación intensiva. En este trabajo de Tesis Doctoral, y bajo la hipótesis de que B. pertussis podría adoptar el crecimiento en biofilm como un posible mecanismo de persistencia en su hospedador, se buscó profundizar los conocimientos sobre los mecanismos involucrados en este proceso, haciendo énfasis en el estudio de cepas aisladas de pacientes infectados. Los resultados presentados en este trabajo han permitido caracterizar los biofilms producidos por aislamientos clínicos de B. pertussis, investigando asimismo aspectos correspondientes a la patogénesis de esta bacteria. Más aún, se ha identificado la participación de OmpQ en el proceso de desarrollo del biofilm, habiendo sido hasta ahora un factor de virulencia con función desconocida en Bordetella.

En esta tesis se aborda el estudio de los parámetros que regulan las reacciones de transferencia electrónica (TE) en metaloproteínas que contienen dos tipos de sitios de cobre distintos. Para ello se utilizó una variedad de métodos espectroscópicos y electroquímicos, cuyos resultados fueron analizados en el marco de la teoría de Marcus de TE. El principal modelo de estudio es un fragmento soluble de la citocromo ba3 oxidasa de Thermus thermophilus (Tt-CuA), que contiene el centro binuclear de CuA, aceptor de electrones primario de la enzima. Mediante distintas estrategias de mutagénesis tales como mutaciones puntuales de primera esfera de coordinación o ingeniería de bucles, se investigaron los factores que determinan las propiedades electrónicas del sitio nativo, y que en última instancia determinan los mecanismos regulatorios de la TE. Desde la óptica de la termodinámica estadística, se logró racionalizar las contribuciones entálpica y entrópica al potencial de reducción del sitio de CuA y se verificó la aditividad de los efectos producidos por las distintas mutaciones de primera y segunda esfera de coordinación. Diferentes estudios espectroscópicos (RR, RMN, UV-Vis, EPR) revelan que la estructura electrónica del sitio de CuA puede ser descripta mediante una superficie de energía potencial con dos pozos que corresponden a estados fundamentales alternativos. Más aún, la población relativa de estos estados puede ser modulada a través de mutaciones de primera y segunda esfera, y en una mutante específica mediante el pH del medio. Empleando voltametría cíclica de films proteicos fue posible determinar los parámetros cinéticos de TE para ambos estados fundamentales de manera independiente. En particular, la mutante puntual de ligando axial M160H constituye el primer caso conocido en que resulta posible activar selectivamente dos estados fundamentales diferentes mediante un simple cambio de pH. Por otra parte, estudios realizados sobre sitios de cobre tipo 1 (T1) reconstruidos en el esqueleto proteico de Tt-CuA mediante ingeniería de bucles muestran claras diferencias en relación a los sitios T1 nativos. Grandes cambios espectroscópicos o notables desplazamientos de los potenciales redox demuestran el rol determinante de la matriz proteica sobre las propiedades estructurales y funcionales de los sitios redox. Estos sistemas novedosos presentan además la capacidad de modificar la coordinación del sitio activo a partir del agregado de un ligando exógeno sin perder su actividad redox, permitiendo el estudio de este tipo de fenómenos en un sistema biológico.

Objetivo de la tesis: - Estudiar la reactividad química en medio acuoso de los insecticidas cloronicotinoides con radicales inorgánicos y estados excitados, denominados en conjunto especies reactivas de importancia ambiental, para evaluar la capacidad de los métodos abióticos en detoxificar las aguas contaminadas con estos insecticidas. Para alcanzar este objetivo se plantearon los siguientes objetivos específicos, para cada una de las especies reactivas estudiadas: - Investigar la naturaleza de los intermediarios de corta vida generados durante el ataque de las especies reactivas a los insecticidas a fin de establecer los sitios de mayor reactividad de las moléculas. - Identificar los productos de degradación primaria de los insecticidas. - Postular los mecanismos de reacción involucrados. - Evaluar la toxicidad de los insecticidas y de las mezclas de insecticidas con sus productos de degradación.