Dinámica molecular

SEMANA 9

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Introducción a la dinámica molecular al concepto de análisis de movimiento y de campos de fuerza esto en el sentido de que necesitamos tener un marco inicial donde se discuta cuál es la importancia de ese tipo de estudios para el análisis de macromoléculas sobre todo haciendo hincapié en los conceptos de trayectorias, movimientos moleculares y sobre todo en qué marco de tiempo es el que se lleva a cabo ese tipo de estudios.

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La idea fundamental como la ubicarnos dentro de la escala de tiempo en la que ocurren los fenómenos biológicos y es justamente dentro de las escalas a nivel “nano” donde podemos observar el movimiento de las moléculas de manera más informativa (en caso de las proteínas y los ácidos nucleicos) para poder entender, sobre todo, la base de aquellos fenómenos importantes como la formación de las proteínas, cómo se sintetizan, cómo se replica el ADN etcétera y todo esto debe seguir algunos conceptos básicos sobre distintas aproximaciones que vamos a utilizar para de alguna manera acercarnos lo más posible a ese tipo de fenómenos y plasmarlo mediante el empleo de conceptos físicos bastante puntuales cómo es que podemos replicar este tipo de simulaciones a una escala computacional.

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Existen diferentes tipos de métodos para el análisis del movimiento de las moléculas:

1. Métodos deterministas en el cual se centra básicamente en el establecimiento de las llamadas ecuaciones cinéticas (buscan justamente la ecuación más precisa para poder escribir el movimiento de las moléculas).

Dentro de este método tenemos una serie de sistemas que básicamente tratan de disminuir el número de opciones de movimiento de las moléculas a un grupo definido, por ejemplo, dentro de aquellas que están presentes en la torsión misma de los ángulos, de los enlaces, dentro de estas moléculas la rotación que tienen estos enlaces, la elasticidad que tienen ese mismo tipo de enlaces para poder de una manera circunscribir una ecuación definida que muestre ese tipo de ensayos

1. Métodos estocásticos donde básicamente se toma en cuenta la probabilidad de la ubicación de las moléculas en el espacio.

Al final se basan en la información que tenemos disponible en los archivos que están en el formato PDB que lo que hace es ubicarnos la posición de cada uno de los átomos dentro.

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Cada vez que uno abre un archivo en formato PDB se topa con una descripción de sus componentes empezando con la fila “Atom récord” que indica la posición de los átomos, la fila “atom number” que indica el número del átomo en particular, la fila “amino type” que indica a qué aminoácido pertenece y sobre todo la posición en el eje X,Y,Z que es lo que nos interesa, aquí lo que tenemos que imaginarnos es cómo cada átomo va a estar distribuido en el espacio a través de un vector de posición y lo que tenemos que definir nosotros es cuál va a ser la ubicación final luego de un tiempo determinado para ver cómo es que se realizaba ese tipo de vibración interna dentro de la molécula.

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En este tipo de ensayos se debe plasmar la ubicación de los átomos en el eje x, y, z  a través de las coordenadas cartesianas y de esa manera definir claramente su ubicación dentro de un plan el cual va a estar regido por posiciones y distribuciones matemáticas importantes que al final nos van a dar una serie posibilidades con respecto a qué ubicaciones pueden tener estos átomos dependiendo de la libre configuración o la libre rotación que tenga sus enlaces internos.

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Lo dicho anteriormente se puede plasmar de distintas maneras, una de las principales, por ejemplo, es el famoso cálculo de la desviación de los cuadrados mínimos (cálculo RMSD) en el cual se comparan las estructuras a través de las posiciones finales de los átomos dependiendo de un tiempo X en el cual la molécula ha estado una posición con respecto a otro.

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