La presente Tesis Doctoral provee una serie de conclusiones basadas en los estudios realizados durante la realización de la misma. En líneas generales, la caracterización teórica de las propiedades espectroscópicas asociadas al agua ha sido completada y ampliada. Diferentes modelos de agua han sido postulados para mejorar la cararcterización tanto del agua tipo “bulk”, generalmente asignada a la parte interior del agua líquida en la que hay un equilibrio dinámico de los enlaces de hidrógeno, así como del agua denominada estructurada u ordenada, presente generalmente en la interfase entre sólidos y biomoléculas y la propia agua líquida. Ambos tipos de agua poseen señales espectroscópicas diferenciables, caracterizadas claramente desde un punto de vista experimental, facilitando datos experimentales con los que comparar los valores teóricos aquí postulados para proveer de un mecanismo molecular que explique las diferentes señales medidas en ambas. Los estados excitados del agua que han sido investigados son aquellos involucrados en procesos originados por la irradiación con luz UV y por la ionización, facilitando su comprensión e impulsando el conocimiento en áreas relacionadas como lo son el daño en el ADN/ARN, de vital importancia para la investigación biomédica. En contreto, la adición de electrones disociativa en nucleobases (“dissociative electron attachment”) debida a los electrones sueltos tras la ionización del agua y su posterior fijación en nucleobases, es precursora de roturas de las cadenas de ADN/ARN. La línea de investigación basada en el estudio de los procesos fotoquímicos en el ADN/ARN ha sido continuada a través del análisis de los mencionados procesos de adición de electrones disociativa en el uracilo. Posteriormente se ha procedido a revisar el conocimiento obtenido durante la última década en el seno del grupo QCEXVAL (“Quantum Chemistry for the Excited State of Valencia”) acerca de los caminos de decaimiento fotoquímicos que describen la fotoestabilidad de las nucleobases, contrastándolos con métodos más precisos disponibles en la actualidad con tal de validar los mecanismos previamente elucidados.

Several conclusions can be derived from the results attained in the current Thesis. In general lines, an improved theoretical characterization of the spectroscopical properties of water has been achieved. Both bulk and ordered water models have been tackled, unveiling their minimal units and their intrinsic intermolecular interactions that make them so different spectroscopically. Those minimal units holding the basic interaction characterizing both bulk and ordered water have been enlarged to propose more realistic models that bear most of the features registered experimentally. Excited states derived from ultraviolet and ionizing radiation have been taken on in order to achieve a more complete understanding of the systems at hand, as well as to provide insights into mediated processes such as the dissociative electron attachment in nucleobases due to the loose electrons generated in conditions of oxidative stress, like the ionization processes in the surrounding water present in the biological systems. Further efforts have been addressed into the DNA/RNA front by investigating new photochemically driven processes, like the aforementioned dissociative electron attachment in uracil. A deep revisit into the main photochemical pathways in the DNA/RNA nucleobases has been also undergone, and new avenues of inquiry are currently being pursued towards the validation of the previously characterized decay channels and also towards the elucidation of the combined effect of distinct intermolecular interactions between nucleobases in their relative position in the DNA/RNA chain.