Cálculos computacionales en macromoléculas biológicas

Abstract

El objetivo de este libro es incentivar a alumnos y docentes del área de bioquímica y afines a acercarse a un grupo de metodologías modernas que se aplican a la comprensión de los principios moleculares responsables de los procesos biológicos, en particular aquellos referidos a las proteínas. Desde los años ´90, el advenimiento de la genómica y proteómica ha permitido identificar un gran número de proteínas para las cuáles sólo se cuenta con su estructura primaria. Para profundizar la caracterización estructural y funcional de dichas proteínas, ha sido necesario contar con diversas herramientas bioquímicas y biofísicas. Hoy en día se han desdibujado los límites entre las distintas disciplinas de las ciencias naturales, siendo necesaria una visión integral, provista por la biofisicoquímica, que abarque las técnicas complementarias disponibles actualmente. Es nuestra intención presentar al lector un conjunto de técnicas que incluye desde metodologías clásicas hasta otras de reciente desarrollo, complementando y actualizando la información que se encuentra disponible en los textos clásicos. Para tal fin hemos reunido un grupo de docentes investigadores con experiencia en las distintas técnicas descriptas a fin de ayudar a los lectores a comprender y transmitir las nuevas metodologías aplicadas al análisis de las biomacromoléculas. El libro se encuentra dividido en cuatro partes. En la primera se describen en detalle una serie de métodos utilizados para estudiar la estructura de las proteínas y monitorear sus cambios conformacionales. Estas técnicas revisten gran importancia ya que brindan información en cuanto a la relación estructurafunción de forma rápida y sencilla, pero sin lograr una resolución a nivel atómico. En la segunda parte nos enfocamos en técnicas que permiten alcanzar una mayor resolución y brindar un modelo atómico de proteínas, ácidos nucleicos y membranas. La tercera parte del libro está dedicada a técnicas de caracterización y estudio de lípidos. Aunque los mismos no son exactamentemacromoléculas, su agregación espontánea genera micelas y membranas que permiten delimitar distintos compartimentos celulares. Asimismo, en dichas estructuras se localizan proteínas que al interactuar con los lípidos cambian sus conformaciones y, por lo tanto, sus propiedades y funciones. Estos capítulos hacen hincapié en la caracterización de las distintas estructuras lipídicas, la interacción lípido-proteína y el estudio de la composición de los lípidos. En la última parte, se realiza un análisis de métodos que permiten estudiar las funciones de las proteínas a través de su interacción con otros componentes celulares, ya sea in vitro (componentes puros) o a nivel de células y tejidos. En particular se presentan técnicas de microscopía en las que se combina la caracterización funcional de las proteínas y lípidos con sus distribuciones espaciales y/o temporales dentro de la célula, brindando información para el estudio de procesos dinámicos en células vivas. Este libro aborda por primera vez en español el estudio de un conjunto de metodologías modernas de alta complejidad. Los autores de las distintas secciones se han propuesto adaptar estos conceptos a un lenguaje apropiado para el estudiante de grado en sus últimos años de estudio, pero con la suficiente profundidad como para que también sea útil para estudiantes de postgrado que desean incursionar en estas técnicas. Para concluir, quisiéramos agradecer a los autores y colaboradores que hicieron posible la realización de este trabajo, así como a las instituciones que los apoyan. Extendemos nuestra gratitud a la Universidad Nacional de La Plata por generar el ámbito que enmarca esta obra. Esperamos generar en los lectores interés por los conocimientos presentados y alentarlos a profundizar en el estudio de estas áreas.