Energia do pareamento de bases do DNA. (Exercício 21.21.) (a) Calcule a energia potencial...

Energia do pareamento de bases do DNA. (Exercício 21.21.) (a) Calcule a energia potencial elétrica da ligação adenina-timina, utilizando as mesmas combinações de moléculas (O-H-N e N-H-N) do Exercício 21.21. (b) Compare essa energia com a energia potencial do par próton-elétron no átomo de hidrogênio.

Exercício 21.21:

Pareamento de bases no DNA, I. Os dois lados da dupla hélice de DNA são ligados por pares de bases (adenina, timina, citosina e guanina). Em razão da forma geométrica dessas moléculas, a adenina se liga à timina e a citosina se liga à guanina. A Figura E21.21 mostra a ligação de timina e adenina. Cada carga na figura é ±e, e a distância H—N é de 0,110 nm. (a) Calcule a força resultante que a timina exerce sobre a adenina. É uma força de atração ou repulsão? Para manter os cálculos simples, porém razoáveis, considere apenas as forças decorrentes das combinações de O—H—N e N—H—N, supondo que estas duas combinações sejam paralelas entre si. Lembre-se, no entanto, de que, no conjunto O—H—N, O− exerce uma força tanto sobre H+ quanto N−, e de forma análoga o mesmo acontece no conjunto N—H—N. (b) Calcule a força sobre o elétron no átomo de hidrogénio, que fica a 0,0529 nm de distância do próton. Em seguida, compare a intensidade da força de ligação do elétron no hidrogénio com a força de ligação das moléculas de adenina-timina.

Figura E21.21: