Diseño de moléculas asistidos por computadoras
Abraham Vidal Limón
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 13 de septiembre 2022
Con la ayuda de las computadoras podemos diseñar moléculas con arreglos espaciales que imiten a moléculas naturales. La investigación científica de estas moléculas permite dirigir nuestros experimentos en el laboratorio.
Palabras clave: computadoras, moléculas, insecticidas.
Toda la materia que encontramos en nuestro planeta está conformada por partículas diminutas que hemos llamados átomos. Estos átomos, poseen ciertas cualidades que los vuelven distinguibles cuando se reúnen y forman moléculas. Por lo tanto, la naturaleza de dichos átomos es, sin lugar a duda, decisiva para las características de las moléculas. Sin embargo, la composición química no es el único factor preponderante que define las propiedades de las moléculas, es decir, la distribución de los átomos en el espacio puede ser incluso más relevante. Por ejemplo, hay casos donde un par de moléculas poseen propiedades completamente distintas a pesar de contener el mismo tipo de átomos e inclusive, el mismo tipo de fuerzas que mantiene enlazados a los átomos. Y hace poco más de dos siglos, por allá de 1811 el químico francés Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850) reportó que existían sustancias, con propiedades distintas, que poseían la misma composición química. Se le ocurrió que dichas sustancias deberían tener, el mismo tipo de átomos, pero enlazados de distinta manera. A los pocos años, el químico sueco Jöns Jacob von Berzelius (1779-1848), expuso a la comunidad científica que en dos compuestos orgánicos, el ácido tartárico y el ácido racémico, a pesar de que podrían contener los mismos tipos de constituyentes, estos no compartían las mismas propiedades. Berzelius, un apasionado de las lenguas, decidió llamar a estas sustancias isómeros (del griego ἰσόμερoς, isos= igual y méros= parte). Este fenómeno se debe a que los átomos en las moléculas, tienden a unirse unos con otros, pero de maneras muy específicas en el espacio. Es así como en química conocemos a los “estereoisómeros” como el conjunto de moléculas que contienen los mismos tipos de átomos, los mismos tipos de enlaces químicos, pero el arreglo espacial de los átomos no tiene la misma orientación.
Un ejemplo importantísimo de este fenómeno es el uso de los aminoácidos por los organismos vivos. Estos compuestos se concatenan y arreglan en el espacio para formar polímeros más grandes llamados proteínas. Los aminoácidos que naturalmente usamos los organismos son por lo general L-aminoácidos, es decir, tienen un arreglo levo (izquierdo o siniestro). De tal manera, que las maquinarias moleculares de los organismos vivos sólo incorporan L-aminoácidos en sus estructuras y no seleccionan a los D-aminoácidos con arreglo destro (derecho).
Existen otros casos de isómeras configuracionales, como los que se presentan en moléculas con cuatro átomos unidos a un átomo central. En ese caso, podríamos tener más de un ordenamiento para esos átomos y derivar en formas que no se superponen entre ellas. En ese caso, el átomo central se denomina quiral (del griego χειρ, que significa mano), ya que los arreglos de los átomos se parecerían a los de nuestras manos, que no se superponen.
¡Estos arreglos se denominan enantiómeros! Y presentan propiedades muy interesantes. Por ejemplo, estos compuestos al ser expuestos a la luz polarizada interactúan con ella girando el plano de la luz hacia direcciones opuestas.
En el Instituto de Ecología usamos computadoras y supercomputadoras para calcular las propiedades fisicoquímicas de diferentes moléculas quirales. Un ejemplo de estas investigaciones son las que realizamos los grupos de química orgánica y química computacional, los cuales unimos esfuerzos para hacer predicciones sobre las estructuras moleculares de compuestos bioinspirados en neurotransmisores, los cuales interaccionan con proteínas situadas en las neuronas de insectos plaga y los intoxican. Estas aproximaciones nos permiten generar criterios de selección para definir cuales moléculas sintetizar en el laboratorio.
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- Las moscas: un grupo de insectos megadiverso
- Revistas científicas del INECOL: de Xalapa para el mundo
- Olores como arma de defensa
- El complemento silvestre de nuestra alimentación
- Las plantas vasculares de Querétaro
- Biocostras: pioneras en recubrir tierras áridas
- Los olorosos zorrillos
- Las hortensias silvestres del neotrópico
- Las libélulas "topo"
- Algunas relaciones entre insectos y hongos
- De la tierra brotan colores: las flores
- Los hongos invisibles en las plantas
- Los hongos son lo que comen
- Desenmarañando la relación suelo-planta-agua
- Del geiser al laboratorio: Taq ADN polimerasa
- Evolución de COVID-19: la variante Delta
- Etólogos y hormigas
- En lo rural de Xalapa
- Áreas privadas de conservación: una decisión voluntaria
- Acuaporinas, moléculas esenciales para la vida
- Proteómica, nueva herramienta científica
- Mariposario, espacio de ciencia y educación
- Ingenieros ecosistémicos
- Avispas vs gallina ciega
- Superestrellas vegetales de México
- La lechuga de mar: una planta asiática que llegó para quedarse
- ¿Historias evolutivas o cuentos adaptativos?
- Superhéroes y sus diseños de experimentos
- El chipilín, un ingrediente místico de la gastronomía del sureste de México
- Limitaciones sociales de la restauración ecológica
- Biodiversidad y escarabajos peloteros de sistemas agroforestales
- Biodiversidad: la vida sobre la tierra
- Orange is the New Black …. Howler Monkey
- Provocaciones científicas del INECOL
- La química y los colores
- El orégano, ingrediente para celebrar
- Producir nuestros propios alimentos
- El curioso caso de la quiralidad en la naturaleza
- CWUR 2021
- Usos prehispánicos de los bambúes mexicanos
- La comunicación química en los escarabajos del estiércol
- Interacciones hongo-hongo: ¿sinergismo o antagonismo?
- Tenebrios: viscosos ¡pero sabrosos!
- ¿Qué sabemos de la fauna del suelo que habita en la alta montaña?
- Betalaínas: pigmentos y colores
- Agricultura de precisión, análisis de imágenes aplicada a la producción agrícola
- ¿Hay en los manglares una relación de evasión y amor?
- Origen y domesticación del plátano: un cultivo de gran importancia para México
- Primates en paisajes antropizados
- Los izotes y sus polillas
- La importancia de las bases de datos
- Cuando el tecolote canta... no lo molestes
- Incendios forestales y cambio climático
- Paisajes veracruzanos: entre la producción y la conservación
- Consciencia y sensación en los animales
- ¡Aguas! podemos perder los mayores almacenes de carbono
- Importancia histórico-botánica del Santuario del Bosque de Niebla. El caso de sus árboles
- Plantaciones: el tiempo pasa... el bosque reaparece
- Los efectos de la sábana de nubes sobre Xalapa y alrededores
- Capturando imágenes para la eternidad
- ¿Qué significa narrar una historia con los datos?
- Perchas para aves: un dispositivo efectivo para regenerar la selva
- El bosque de niebla de México, un reservorio poco explorado de productos naturales bioactivos
- Hongos comestibles, fuente natural de vitamina E
- ¿Podemos remediar todos nuestros males con vacunas? los parásitos dicen no
- Utilidad de los casos activos COVID 19 para el ciudadano común el caso de Xalapa y el estado de Veracruz
- Los ciudadanos necesitan sus espacios verdes abiertos
- Avisos de privacidad en proyectos de investigación
- Las cajas de unicornio o la fotografía mínima
- Aislados, pero no solos
- Los olores un lenguaje natural, una mirada a la comunicación química de los insectos
- Las Brujitas del jardín
- Conservar, investigar y descubrir especies
- Herramientas fisiológicas para el estudio de la vida silvestre
- Las plantas de la cocina veracruzana
- Pequeños grandes conquistadores: hongos ascomicetos
- Restos de una vida sorprendente: excrementos de coyotes!!
- Material biodegradable a base de hongos
- ¿Qué sabemos del color de los insectos?
- Los gusanos poliquetos
- Apuesta por la Tierra: más biocombustibles
- Escudriñando en una colección de plantas
- Insectos en ciudades: beneficiosos o dañinos
- ¿Qué es el almidón?
- Propagación de plantas mediante biorreactores
- Las flores de Astrocaryum mexicana delicia para escarabajos y humanos
- Cuatro cosas sorprendentes sobre la cría de insectos
- La restauración del manglar en la Laguna de Tampamachoco
- Los que se cosechan sin madurar, lo compro ¿maduro o verde?, cosechar sin madurar ¿verde o maduro?
- Escarabajos: padres cuidadores
- Vida silvestre: importancia socioambiental
- Bondades de la autofluorescencia
- Porqué son importantes los escarabajos
- Las bacterias que ayudan a las plantas a crecer
- Los arbolistas o el arte de cuidar los árboles urbanos
- Lo que no ves debajo de tus pies
- La dinámica de las áreas de distribución
- Las increíbles "Piedras-Hongo"
- La bandera española o los cinco negritos
- La importancia de las plagas de colmenas
- Metalotioneínas, proteínas importantes para su aprovechamiento en la ecología
- Néctar, elixir de los dioses (colibríes)
- Activando fungicidas naturales usando luz sola
- ¿De qué estás hecho?
- Vuelos nocturnos: la historia de los murciélagos migratorios
- ¿Y dónde están los montículos?
- El Ranazutra y algunas técnicas de ligue en anfibios
- Pongamos de moda los océanos
- Cumarinas: metabolitos secundarios de amplia actividad en plantas
- Beneficios de los humedales flotantes
- Akumal Monkey Sanctuary & Rescued Animals y el INECOL: una alianza en favor de la conservación de los primates
- Agricultura orgánica moderna: el manejo de plagas en frutales
- El sistema inmune: una estrategia de defensa en los seres vivos
- Suelos ribereños y su importancia para el bien común
- John William Laundré
- La fantástica historia del agar
- Los apellidos en la ciencia ¿Qué es un taxón?
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- En busca de la perfección: simetría en la naturaleza
- Drosophila melanogaster: la mosca del vinagre
- Aves, señales acústicas y paisajes sonoros
- Los centros de origen de las plantas cultivadas
- Conteo navideño de aves: 120 años de tradición pajarera
- Mujeres de milpa con respaldo de PRONACES – CONACYT
- Refaunar el bosque de niebla
- Conocimiento tradicional y manejo de abejas
- Biocomunicación: cómo se comunican los organismos en la naturaleza
- Fauna, calendarios y relojes
- ¿Podemos restaurar los ecosistemas y paisajes?
- Gérridos: insectos patinadores del agua
- Algunos usos de Pycnoporus sanguineus
- Restos de una vida sorprendente
- Celacanto: volviendo de la extinción
- Los anfibios: animales con cualidades sorprendentes y útiles para la humanidad
- Biodiversidad en montañas: hormigas del cofre de Perote
- Corredores ribereños que conservan la biodiversidad
- ¿Cómo vive el venado bura en el desierto?
- Plantas vs. fitopatógenos
- Turismo de naturaleza en reservas naturales
- Los manglares del Estero Jácome, un sitio Ramsar que tenemos que conservar
- Humedales de Xalapa: tesoro desconocido
- Los colibríes se van ‘pal norte’
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- Las algas y su importancia como indicadoras ecológicas en lagos volcánicos tropicales
- La vida en la costa: entendiendo a la naturaleza para protegernos
- Los amantes de la arena
- La garza ganadera y su historia en América
- Una nueva mirada a la hibridación en árboles de copal
- Dioon edule Lindl. en Monte Oscuro, Veracruz
- Moscas de las flores y su contribución al control de pulgones
- La besucona: polizón de islas
- Las princesas de la naturaleza: las palmas
- Libélulas: insectos primitivos que han subsistido exitosamente hasta nuestros días
- Las milpas y los árboles
- El escarabajo arlequín
- Áreas verdes urbanas: más allá del bienestar humano
- Nanopartículas de óxido de hierro; nueva generación de fertilizantes
- La producción de inóculo para el cultivo de hongos comestibles en México
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- ¿Reforestar o restaurar ecosistemas?
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- La percepción socioambiental de la vida silvestre
- Diversidad faunística del desierto chihuahuense
- Árboles fuera del bosque recursos forestales en el futuro
- Transmisión y especificidad de muérdagos
- La encrucijada de los insectos en el Antropoceno
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- Fragmentación del hábitat en plantas: un método para estudiarla
- Globalización y biodiversidad: especies exóticas invasoras
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- Caminando entre verdes oportunistas
- El reloj de los mamíferos
- Zoológicos: esfuerzos incomprendidos conservando fauna
- Diversidad y madrigueras de roedores
- Colecciones biológicas en Veracruz
- El agua de la Cuenca Alta de la Antigua
- El silencio de la humanidad y la reaparición de la fauna silvestre
- Toritos cavadores del suelo
- ¿De dónde vienen las plantas?
- Biotecnología aplicada en la acuicultura
- Comunicación química planta – bacteria
- Nudibranquios: Criaturas de fantasía
- Innovación tecnológica inspirada en la naturaleza
- La función secreta de las alas en las moscas de la fruta
- La cacerolita de mar
- La vida de los escarabajos entre luz y oscuridad
- Seguridad alimentaria: Nuestras soluciones están en la naturaleza
- Los microRNAs, orquestadores de las respuestas de defensa de las plantas
- Refugios cavernícolas, importantes en la conservación de los murciélagos
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- Diversidad de haemosporidios en Aves de Isla Socorro
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- Abejas: joyas de nuestros bosques
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- Conociendo los acantocéfalos en México
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- Oportunidades de investigación en torno al cultivo de frutos suaves en México
- Escarabajos: Los buenos somos más
- Día Nacional de los Jardines Botánicos 2019
- Limpiando agua en humedales con flores
- Aire no contaminado con biorefinerías
- Biodiversidad y seguridad alimentaria
- Incendios Forestales: una amenaza constante
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- Relaciones planta-animal en la naturaleza
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- Los compuestos organoclorados en la fauna de Xalapa y zonas cercanas
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- El potencial del microbioma en la biotecnología
- El ciclo del carbono en las zonas áridas mexicanas
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- La ganadería y la pérdida de la biodiversidad
- Persistencia de fauna silvestre en paisajes modificados de Veracruz
- Moscas inductoras de tumoraciones en plantas
- Ciudades: amenazas y oportunidades para la biodiversidad
- Los azafrancillos mexicanos
- Programar para preservar
- Percepcion y conservación de los bosques aledaños a la ciudad de Xalapa
- INECOL y Ganadería Sustentable de Veracruz
- Vida silvestre
- Paquetes de sustrato activado para la producción de hongos comestibles y medicinales
- Un lenguaje común entre plantas y bacterias, y su importancia en la producción agrícola
- Los hongos microscópicos saprobios. Un valioso recurso pobremente conocido en México
- Un nuevo patrimonio mundial el Valle de Tehuacán - Cuicatlán: hábitat originario de Mesoamérica
- Encinares tropicales y hongos, fuente de servicios y productos naturales de origen ancestral que requieren protección
- Los escarabajos del agua
- Amorcito con sazón
- La superficie de las hojas
- El patrimonio biocultural de México; un tesoro de los pueblos indígenas
- Del INECOL hacia la libertad
- Bacterias del cuerpo: la lucha entre el bien y el mal
- La paradoja muérdago
- Lobos en el INECOL
- La vaquita marina
- Los bosques tropicales secos y su contribución al bienestar humano
- Salamandra enana de la Sierra Madre Oriental, chiquita pero curiosa
- Una familia de abolengo
- Los hongos comestibles, fuente de antioxidantes de beneficio a la salud
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- Restaurar bosques para conservar la fauna: el caso de los anfibios
- Algunas consideraciones sobre la Evolución
- 100 años de conservar la Biodiversidad Mexicana
- Bases de datos en plantas
- La pitaya: un fruto que puede cultivarse sin eliminar la vegetación
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- El colibrí tijereta (Doricha eliza): su historia evolutiva
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- Presentación del libro: DIMENSIONES ECOLÓGICAS PARA EL DESARROLLO SOCIAL Y ECONÓMICO SUSTENTABLE
- Diversidad estructural en los tallos de especies tropicales de angiospermas
- Pertinencia Social y Genética de la Conservación en favor de los Primates Veracruzanos FOMIX–Veracruz CONACyT
- 50 Aniversario de la Dalia como la Flor Nacional de México
- el ocelote: un felino en peligro de extincion
- ¿Qué son las orquídeas?
- Las cámaras trampa, una herramienta para conocer la biodiversidad
- La importancia nutricional y medicinal de los hongos cultivados
- El Pinacate y el Gran Desierto de Altar
- La apariencia no lo es todo en los tlaconetes
- CONOCIENDO, CONSERVANDO Y USANDO A LAS ORQUÍDEAS A TRAVÉS DE TALLERES DE CULTIVO A PRODUCTORES DE CAFÉ COMO UNA OPCIÓN DE DIVERSIFICACIÓN DE LAS FINCAS EN LA ZONA CENTRO DE VERACRUZ
- El otro veterinario, los otros médicos
- ¿Existen plantas caníbales?
- Las aves del Sitio RAMSAR 1602 “Manglares y Humedales de Tuxpan”
- Sistemática y ecología de artrópodos con interés en medicina humana y animal
- El pavón: ese oscuro, rojo y blanco objeto del deseo... ornitológico
- Dificultades de ser una planta
- Los humedales, sus funciones y su papel en el almacenamiento del carbono
- Los parasitos y sus enfermedades
- Manejo de las Cuencas
- Manejo de bromelias
- Humanos y monos, primates parecidos pero no iguales
- La vida romantica de los insectos
- Especies exclusivas de la fauna silvestre de Veracruz
- Las flores del ocotillo
- Los medios como herramienta en la conservacion de la biodiversidad
- La influencia del cambio poblacional en el paisaje natural
- A la luz de la evolucion
- Porque festejar la Candelaria de los humedales?
- Plantas invasoras
- Las hormigas en Xalapa
- Colecciones nacionales
- Huracanes
- El cafe: Placer de las mujeres y los hombres
- Usos del bambú
- La regeneración de las selvas
