martes, 18 de julio de 2017

interacciones complejas entre sistemas moleculares

Los científicos han desarrollado una nueva técnica para estudiar la interacción entre los sistemas moleculares y cómo estos sistemas se adaptan a los cambios ambientales. Los usos potenciales se encuentran en varios campos, como los sensores moleculares o el estudio del origen de la vida.
Como sucedería en un ecosistema, las moléculas reaccionan de manera diferente a diferentes estímulos, segmentos de intercambio (con diferentes colores) y, eventualmente, prevalece una especie de molécula entre las otras.  Arriba, ilustración artística de la obra para la portada de la Revista Química Europea.
Como suceder en un ecosistema, las moléculas reaccionan de manera diferente a diferentes estímulos, segmentos de intercambio (con diferentes colores) y, eventualmente, prevalecen una especie de molécula entre las otras. Arriba, ilustración artística de la obra para la revista de la Revista Química Europea.
La vida es el resultado de interacciones complejas entre sistemas moleculares. Estas interacciones generan nuevas propiedades en los sistemas moleculares que no existen en las moléculas individualmente. Los sistemas pueden adaptarse al estímulo externo, que puede ser considerado como una forma de evolución molecular.

Debido a la complejidad de estos sistemas, es necesario contar con técnicas analíticas muy precisas, como la que ha sido desarrollada por un equipo científico del CSIC y cuyos resultados han sido publicados en la revista Chemistry European Journal.
Ignacio Alfonso, científico del CSIC y coautor del artículo explica: "El nivel de complejidad que puede generarse y estudiarse está limitado por la capacidad de analizar y comprender el sistema en su conjunto. En este sentido, la nueva área de la química, la Química de Sistemas, ha aparecido para crear y estudiar nuevas mezclas de especies químicas capaces de comunicarse entre ellas y cambiar ". Ignacio Alfonso es investigador del Instituto de Química Avanzada de Cataluña del CSIC.
"En nuestro laboratorio, hemos preparado mezclas de moléculas sintéticas, alrededor de veinte, que se derivan de aminoácidos naturales. Estas moléculas se interconectan entre otras que componen un marco molecular capaz de reaccionar ante estímulos externos ", añade.

Las aplicaciones potenciales son los sensores moleculares, los biocatalizadores o el estudio del origen de la vida

El científico ilustra estos sistemas con un ejemplo gráfico: un grupo de anillos cada uno compuesto de segmentos con diferentes colores. Cuando ocurre un cambio externo, los anillos intercambian sus segmentos coloreados hasta que, finalmente, algunos anillos son favorecidos sobre los otros. Del mismo modo, como ocurriría en un ecosistema, las moléculas (los anillos en el ejemplo) reaccionan de manera diferente a diferentes estímulos, segmentos de intercambio y, eventualmente, prevalece una especie de molécula entre las otras, que pueden usarse como marcador.  
Los científicos han utilizado una técnica analítica experimental y un avanzado tratamiento matemático multivariable para entender el comportamiento de las moléculas frente a diferentes estímulos, independientemente o incluso cuando los estímulos se aplican juntos. Exactamente como sucedería con los sistemas biológicos.
Las aplicaciones de esta investigación son diversas. Aplicando diferentes estímulos (salinidad, pH del alcaloide natural) de forma independiente o conjunta, los científicos han observado cómo los sistemas moleculares se adaptan a los cambios. Las aplicaciones potenciales son sensores moleculares (para detectar cambios ambientales), biocatalizadores o el estudio del origen de la vida.
Ángel M. Valdivielso, Francesc Puig-Castellví, Joan Atcher, Jordi Solà, Romà Tauler e Ignacio Alfonso . Desentrañar las respuestas multistimuli de un complejo sistema dinámico de macrociclos pseudopeptídicos. Química European Journal.