Visualización de moléculas

Cuando la Biología se centra en el nivel de organización de menor escala de los seres vivos, el molecular, entra de lleno en los dominios de la Química. Pero, en particular, la visión que los biólogos tienen de lo que ocurre entre las moléculas que participan en el funcionamiento de los seres vivos está muy relacionada con la estereoquímica. Por ejemplo, las interacciones entre las enzimas y sus sustratos se producen gracias a un elevadísimo nivel de complementariedad espacial entre ambas moléculas. Por esa razón, la Biología concede una importancia fundamental a los aspectos "visuales" de la Química.

En muchos casos, la observación de la estructura de una molécula proporciona información fundamental a la hora de comprender las funciones que esa molécula puede desempeñar en un ser vivo: proteínas con estructura en forma de "túnel" que actúan como transportadores, "dedos" de zinc que se introducen dentro de la doble hélice... Esa es la razón de que todos los tratados de Bioquímica, incluso los más "tradicionales" hayan estado siempre profusamente ilustrado, mucho más que los libros de Química más o menos del mismo nivel: no es un capricho accesorio, sino una necesidad para comprender el modo en que las moléculas interactúan en el seno de los sistemas biológicos.

De todas formas, la imagen tradicional, la representación estática y en dos dimensiones de la molécula, tampoco resulta ideal para visualizar los fenómenos biológicos, así que desde hace tiempo se han buscado alternativas para ir más allá. En mi casa aún se conserva (y por muchos años) un ejemplar del texto de Rawn que incluye un estereógrafo para visualizar las estructuras moleculares en tres dimensiones.

Hoy en día las TIC nos han proporcionado, sin ninguna duda, herramientas mucho más interesantes y atractivas para la visualización molecular; las animaciones y vídeos son elementos habituales de cualquier recurso para la enseñanza de la Biología, incluyendo algunos artículos de investigación, y los recursos para visualización molecular en tres dimensiones se encuentran distribuidos por toda la red, siendo también utilizados por algunos magníficos recursos educativos, como BIOROM. En este blog tienes, en el bloque de la derecha, un acceso permanente al banco de moléculas de PDB, que mantiene actualizada una base de datos de proteínas que resulta de gran interés. A partir de ahora también podrás tener la posibilidad de acceder a modelos Jmol, como el de la fosfatidilcolina que tienes a continuación.

Los modelos Jmol no son simplemente representaciones más o menos acertadas de moléculas en tres dimensiones. Son modelos interactivos, que permiten la manipulación de las moléculas por parte de quien las está viendo, ya sea interactuando con ellas mediante el ratón, ya sea utilizando el menú contextual o la consola que la aplicación proporciona (para expertos). Jmol se basa en java, así que basta tener instalado ese paquete en el ordenador para poder utilizarlo como cliente. En el modelo anterior puedes girarlo manualmente (mantén pulsado el botón izquierdo del ratón mientras lo mueves), hacerlo girar automáticamente, cambiar la representación, etc. Lo mejor es que explores por tu cuenta el menú contextual que se despliega al pulsar el botón derecho.

Para introducir el modelo Jmol de la fosfatidilcolina he utilizado el "widget" MicroJmol de J. S. Moore, disponible en la página de Widgetbox. En próximas entradas iré introduciendo diferentes modelos moleculares con su correspondiente explicación.