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Premio Fronteras del Conocimiento de Biología y Biomedicina a la IA que revolucionará los tratamientos farmacológicos,.
David
Baker, Demis Hassabis y John Jumper han sido premiados por revolucionar
el estudio y diseño de proteínas e impulsar el desarrollo de nuevos
tratamientos contra múltiples enfermedades,.
Las proteínas son una gran familia de moléculas sin las que no podríamos imaginar la vida. Son los verbos de la bioquímica, aquellas que actúan, que transportan, cortan, unen y protegen. No
es la definición más precisa, pero nos ayuda a hacernos una idea de la
importancia que tienen. Su nombre lleva sonando desde que lo acuño el
químico Jöns Jacob
Berzelius en 1838, pero su definición es algo más
opaca para el profano, algo así como: sustancias complejas compuestas en
gran medida por nitrógeno y que podemos encontrar en todas las formas
de vida. A medida que hemos descubierto más proteínas hemos ido domando a la química y revolucionando la industria, entre ellas, la farmacéutica. Sin
embargo, hasta hace poco era frecuente que un investigador dedicara su
vida entera a estudiar una proteína y, a pesar de ello, muriera sin
haberla visto nunca, sin conocer su aspecto.
Puede parecer poco relevante.
A fin de cuentas, si conoce sus funciones y su composición, el aspecto
es lo de menos, un concepto muy humano que al mundo le tiene sin
cuidado. No obstante, la realidad es muy diferente, porque la forma que adopte una proteína condicionará
enormemente su aspecto, la manera en que se configuren sus átomos. Nada
tiene que ver un avión de papel con un gurruño y, en este caso, ocurre
lo mismo. Históricamente, para conocer la estructura de una proteína había que someterla a técnicas de cristalografía que,
para comprender la problemática, podemos resumirlas diciendo que
requieren grandes aceleradores de partículas que puedan bañar la muestra
con fogonazos de rayos X. No es una técnica especialmente barata y
disponible y esta limitación era un cuello de botella para la
investigación. Por suerte, hace un par de años nació una herramienta de inteligencia artificial
capaz de agilizar el proceso y, ahora, tres científicos han sido
premiados por este hito con los premios Fronteras del Conocimiento de la
Fundación BBVA. Sus nombres son David Baker, Demis Hassabis y John Jumper.
La casa por los cimientos
Ya
que hablamos de estructuras deberíamos empezar a construir la casa por
los cimientos y eso implica explicar cómo se va doblando una proteína. Las proteínas están compuestas a su vez de unos bloques de construcción más pequeños, otras moléculas llamadas aminoácidos de
las cuales contamos con cerca de una veintena. En un primer momento
estos aminoácidos se unen unos a otros formando una larga cadena de
bloques de construcción, como las cuentas de un collar. Es lo que se conoce como estructura primaria, la secuencia de aminoácidos que forman una proteína.
Sin embargo, esto no se queda aquí. Algunas partes de la cadena
empiezan a interactuar entre sí y a establecer uniones llamados enlaces
de hidrógeno. Esto hace que la cadena se retuerce formando espirales
llamadas hélices alfa y que produzca láminas beta, que podríamos
imaginarlas como tiras de papel corrugado, doblado en zigzag. La proteína se está plegando en su estructura secundaria y adquiriendo gracias a ella más y más funciones.
No obstante, hay un tercer paso en este trabajo de papiroflexia: la estructura terciaria. En ella, la cadena se dobla sobre sí misma adoptando formas complejísimas. Puede parecer un gurruño, pero no nos engañemos, no se ha enredado al azar, y ese es el problema. Su función depende de su estructura y, aunque sabemos que esa forma tridimensional
que adquiere se debe directamente a cómo se ordenan las piezas que la
componen (esos aminoácidos), no sabemos exactamente las reglas que
siguen por ser complejísimas y tener una cantidad difícilmente abordable
de interacciones entre sus “piezas”.
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