Bio - membranas: una aproximación vía simulaciones computacionales

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Resumen

The study of the mechanical properties of biomembranes is a subject of great interest today, in many scientific and technological areas, as bionanotechnology and biomedicine, among others. The main problems is centered in the transport of molecules across these systems and the effect causing the movement of these molecules therein. However, abordad and determine the operation within the biomembrane, is no easy task, because the parameters for a physical biomolecular system could eventually vary to a large extent, and even more so when this property is crucial in the transport processes biological. Laboratory tools allow recreate observable systems obey a certain scale (macroscopic) for proper interpretation of the manifestation of nature, so that it can interpret and abstract information from the system. However, when you want to experience extreme conditions, whether in temperature, volume or pressure with biomolecular system, the lab falls short of the sense in the analysis can be done practically would be useless because the information yielded by measuring instruments can not be satisfied for such conditions. It is at this point that the molecular dynamics designed exclusively for the use of Newtonian equations of motion for systems with hundreds to millions of particles, which are governed by these equations and graphics displays perfectly exploring a computational simulation. The analyzing system is a biomembrane comprising DPPC lipid type, in which the mechanical properties are studied and thermodynamic behavior NPT type assemblies. At work obtained graphs corresponding to T, V, PV, where optimum thermodynamic and biophysical behavior is observed.

Descripción

El estudio de las propiedades mecánicas de las biomembranas es un tema de gran interés en la actualidad, en muchas áreas científicas y tecnológicas, como la bionanotecnología y la biomedicina, entre otras. Los principales problemas se encuentran centrado en el transporte de moléculas a través de estos sistemas y el efecto que causa el movimiento de estas moléculas dentro del mismo. No obstante, abordad y determinar el funcionamiento dentro de la biomembrana, no es tarea fácil, dado que los parámetros establecidos para un sistema biomolecular físico podrían llegar a variar en una gran proporción, y más aún cuando esta propiedad es determinante en los procesos de transporte biológico. Las herramientas de laboratorio permiten recrear sistemas observables que obedecen a una escala determinada(macroscópica) para una interpretación adecuada de la manifestación de la naturaleza, de tal forma, que se pueda interpretar y abstraer la información obtenida de dicho sistema. Sin embargo, cuando se desea experimentar bajo condiciones extremas, ya sea de temperatura, volumen o presión con un sistema biomolecular, el laboratorio se queda corto en el sentido en el análisis que se puede realizar prácticamente seria inservible, ya que la información arrojada por los instrumentos de medición no podría ser satisfecha para dichas condiciones. Es en este punto donde la dinámica molecular diseñados exclusivamente para el uso de ecuaciones newtonianas del movimiento, para sistemas de centenares a millones de partículas, que se rigen bajo dichas ecuaciones y visualizadores gráficos que exploran a la perfección una simulación computacional. El sistema analizar es una biomembrana compuesta por lípidos tipo DPPC, en el cuales se estudian las propiedades mecánicas y el comportamiento de los ensambles termodinámicos tipo NPT. En el trabajo se obtienen gráficas correspondientes a T, V, PV, en las cuales se observa un comportamiento termodinámico y biofísico óptimo.

Palabras clave

Dinámica molecular, Membranas, Mecánica estadística, Lípidos, Simulación, Campos de fuerza

Materias

Licenciatura en Física - Tesis y disertaciones académicas , Dinámica molecular , Biofísica , Métodos de simulación

Citación