Tendencias21

La mayor simulación informática de la biología reproduce la dinámica celular

La mayor simulación informática de la biología ha sido desarrollada por científicos del Laboratorio Nacional de los Álamos. Han reproducido los procesos dinámicos de más de dos millones y medio de átomos en movimiento. De esta forma han podido observar los procesos de los ribosomas, esas pequeñas partículas de forma esférica que se encuentran en el interior de las células vivas y que son las encargadas de la síntesis de proteínas. Hasta ahora, las simulaciones llevadas a cabo de los ribosomas habían sido estáticas. Observar su movimiento permitirá conocer mejor su funcionamiento y desarrollar antibióticos más eficaces para enfermedades tan letales como el ántrax. Por Yaiza Martínez.

La mayor simulación informática de la biología reproduce la dinámica celular

Investigadores de Los Alamos National Laboratory, en Estados Unidos, han desarrollado un simulador informático que reproduce los procesos de los ribosomas. Tal como explica el citado laboratorio en un comunicado, se trata de un programa de ordenador (la “Q Machine") que reproduce los procesos dinámicos de más de dos millones y medio de átomos en movimiento. Esta reproducción es seis veces mayor que cualquier otra simulación producida hasta la fecha. La simulación ha sido realizada a escala atómica.

Los ribosomas son orgánulos que se encuentran en todas las células vivas (menos en los espermatozoides) y se encargan de la síntesis de proteínas. Su función consiste en ensamblar las proteínas siguiendo la información genética que reciben del ADN (en forma de ARN mensajero). La síntesis proteica de las células es llevada a cabo por los ribosomas gracias a dos subunidades del ribosoma que se encajan y trabajan en conjunción para la traducción del ARN mensajero (ARN m).

Hasta ahora, las simulaciones llevadas a cabo de los ribosomas habían sido estáticas. El movimiento permitirá conocer mejor su funcionamiento, con el fin de desarrollar antibióticos más eficaces para enfermedades tan letales como el ántrax.

La trascripción del ADN, clave para la vida

La traducción de la información que llega del ADN para realizar la síntesis proteica de las células es clave para la supervivencia de todos los organismos terrestres. Aunque esta “decodificación” o trascripción del ARN m había sido estudiada durante más de cuatro décadas, hasta hace muy poco no se había identificado al completo la forma en que los ribosomas hacen la selección.

Según publica la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, la simulación muestra que existe una galería dentro del ribosoma que la transferencia de ARN m debe atravesar, con el fin de que la trascripción de la información genética se realice. Esta galería parece estar fabricada casi al completo con principios básicos universales y es una región del ribosoma que contiene una variedad de novedosos objetivos para los antibióticos.

Asimismo, la simulación también revela que la molécula del ARN m, esencial para la trascripción de la información genética de la síntesis proteica, debe ser adaptable en dos de sus partes, con el fin de que la decodificación se dé durante el proceso de acoplamiento entre el ARN m y los ribosomas.

De la simulación se desprende información que servirá tanto para el futuro desarrollo de máquinas moleculares biológicas y artificiales como para próximas investigaciones en el campo de la bioquímica, centradas en la identificación de una veintena de principios básicos que componen el ribosoma, y que son imprescindibles para el proceso de acoplamiento de ribosomas y ARN m. Asimismo, se podrán conocer mejor las pautas estructurales que actúan en los mecanismos de selección del ARN por parte de los ribosomas.

Problemas superados

Por último, esta nueva técnica ofrece una novedosa y poderosa herramienta para comprender mejor las máquinas moleculares –lo que permitirá desarrollar máquinas biológicas y artificiales a escala nanométrica-, así como para aumentar la eficacia de los antibióticos, que dentro de la maquinaria de la célula podrían comportarse como una especie de llave mecánica capaz de detener determinados procesos celulares dañinos para el organismo.

El diseño de medicamentos basados en la reproducción o simulación sólo de las estructuras estáticas del ribosoma podría compararse con el intento de interceptar en pleno vuelo un misil, si contáramos con la única información de su lugar de lanzamiento y su objetivo. Así, resulta imposible averiguar la trayectoria exacta del misil, del mismo modo que resulta muy difícil conocer los pasos que siguen los ribosomas en sus procesos si no existe una simulación dinámica de éstos.

La reproducción en movimiento de la actividad de los ribosomas ha sido posible gracias a la combinación de diversas ramas de la ciencia: la bioquímica, la informática, la biología molecular, la física, la biología estructural y las ciencias materiales. El resultado permitirá conocer mejor los procesamientos de información a escala nanométrica, tanto artificiales como biológicos. Y es que, de hecho, el ribosoma no es otra cosa que un ordenador a nano escala, un procesador de datos que trabaja para el funcionamiento de la célula.

Yaiza Martinez

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Las hormigas invasoras hacen autostop para encontrar un nuevo hogar 28 junio, 2024
    Se sabe que los insectos son especialistas en utilizar todo tipo de formas de transporte para atravesar amplias distancias, pero un nuevo estudio ha revelado que las hormigas también dominan el autostop: estos insectos sociales recogen a toda la familia, incluida su reina, y se suben al primer vehículo que encuentran para emprender un viaje […]
    Pablo Javier Piacente
  • Los recuerdos imborrables se adhieren a algunas neuronas 28 junio, 2024
    Los científicos han descubierto una explicación biológica para los recuerdos a largo plazo, esos que acompañan a una persona prácticamente durante toda la vida. Revelaron que una molécula, KIBRA, sirve como “pegamento” para otras moléculas, consolidando así la formación de la memoria al activar y mantener una etiqueta sináptica persistente, que queda adherida a un […]
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren un boquete de seguridad que afecta a todos los dispositivos y conexiones a Internet 28 junio, 2024
    Una vulnerabilidad de seguridad, que afecta a todas las conexiones y dispositivos de Internet, puede eludir firewalls, VPN y otras herramientas de seguridad y permite espiar a cualquier persona, sin necesidad de código malicioso o acceso al dispositivo. No existe una manera fácil de solucionar este problema de seguridad.
    Redacción T21
  • Crean bebés digitales para mejorar la atención sanitaria 27 junio, 2024
    Un equipo de investigadores desarrolló modelos informáticos que simulan los procesos metabólicos únicos de cada bebé: los “gemelos digitales” pueden ayudar a comprender mejor las enfermedades metabólicas raras y otros desafíos que enfrentan los bebés humanos durante los primeros 6 meses de vida, que son críticos para su crecimiento posterior.
    Pablo Javier Piacente
  • La similitud de los vientos espaciales con los de la Tierra 27 junio, 2024
    Los científicos han descubierto corrientes en el espacio que reflejan de manera inquietante los vientos que giran cerca de la superficie de la Tierra, lo que sugiere fuerzas ocultas que los conectan. Este nuevo conocimiento podría proporcionarnos una mejor comprensión de los sistemas ambientales que circulan alrededor del globo y mejorar los pronósticos meteorológicos espaciales […]
    Pablo Javier Piacente
  • Los archivos geológicos anticipan nuestro futuro climático 27 junio, 2024
    Hace 56 millones de años, la erosión del suelo se cuadruplicó en el planeta debido a las fuertes lluvias y las inundaciones de los ríos provocadas por un calentamiento global muy similar al que conocemos hoy.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Ya es posible transmitir el tacto a través de Internet 26 junio, 2024
    Un nuevo estándar para la compresión y transmisión del sentido del tacto mediante Internet sienta las bases para la telecirugía, la teleconducción y nuevas experiencias de juego en línea, entre otras aplicaciones. El flamante estándar HCTI (Haptic Codecs for the Tactile Internet) es para el “tacto digital” lo que son JPEG, MP3 y MPEG para […]
    Pablo Javier Piacente
  • Las primeras muestras de la cara oculta de la Luna ya están en la Tierra 26 junio, 2024
    La cápsula de reingreso de la sonda Chang'e-6 de China, que transporta hasta dos kilogramos de materiales extraídos y perforados de la cuenca más antigua de la Luna ubicada en su lado oscuro, aterrizó este martes 25 de junio en la región de Mongolia Interior y fue rápidamente recuperada, según informó la Administración Nacional del […]
    Pablo Javier Piacente
  • La Tierra tendrá dos soles dentro de 1,3 millones de años y durante 60.000 años 26 junio, 2024
    Dentro de 1,3 millones de años, la Tierra tendrá una especie de segundo sol porque la estrella Gliese 710 se acercará a 1,1 años luz de la Tierra y la veríamos del mismo tamaño que Júpiter. Lo malo es que esa alteración cósmica puede provocar un episodio en nuestro planeta como el que acabó con […]
    Eduardo Martínez de la Fe
  • China descubre grafeno natural en la Luna 25 junio, 2024
    Investigadores chinos han descubierto recientemente grafeno natural de escasas capas por primera vez en la Luna, a partir de las muestras traídas a la Tierra por la sonda Chang'e 5. El hallazgo proporciona nuevos conocimientos sobre las actividades geológicas, la historia evolutiva y las características ambientales de la Luna.
    Pablo Javier Piacente