Dinámica Molecular de Biomoléculas

Abstract

Para cumplir con su función biológica, proteínas y ácidos nucleicos realizan precisos cambios conformacionales. Los mismos, son producidos por la coordinación de pequeñas fluctuaciones ejecutadas por sus átomos. Curiosamente, a simple vista, estos átomos parecen moverse de manera caótica. Las simulaciones de dinámica molecular (MD, por {it Molecular Dynamics}) constituyen una herramienta particularmente versátil para investigar la conexión entre los cuasi-aleatorios movimientos atómicos y los cambios conformacionales. De esta manera, permiten construir puentes que van desde la secuencia a la estructura; y desde allí a la dinámica y la función biológica.Los fundamentos de las simulaciones MD son simples e intuitivos. Sin embargo, al momento de implementar un estudio particular, es posible tomar muchas malas decisiones que no impedirán realizar el cálculo, sino que subrepticiamente harán que sus resultados sean carentes de cualquier valor.En este artículo, presentaremos los conceptos fundamentales de las simulaciones MD, resaltando aquellos aspectos que son críticos para asegurar su utilidad. Además, discutiremos sus fortalezas y limitaciones, destacando cómo las mismas fueron evolucionando con el tiempo. Asimismo, brindaremos ejemplos paradigmáticos que ilustran las capacidades actuales de esta valiosa herramienta computacional.

To fulfill their biological function, proteins and nucleic acids undergo preci-se conformational changes. These changes are brought about by the coordination of small fluctuations executed by their atoms. Interestingly, at first glance, these atoms seem to move in a chaotic manner. Molecular dynamics simulations (MD) are a particularly versatile tool for investigating the connection between quasi-random atomic motions and conformational changes. In this way, they allow us to build bridges from sequence to structure, and from there to dynamics and biological function. The fundamentals of MD simulations are simple and intuitive. However, when implementing a specific study, it is possible to make many poor decisions that will not prevent the calculation from being performed but will surreptitiously render its results devoid of any value. In this article, we will present the fundamental concepts of MD simulations, highlighting those aspects that are critical to ensuring their utility. Additionally, we will discuss their strengths and limitations, emphasizing how they have evolved over time. Furthermore, we will provide paradigmatic examples that illustrate the current capabilities of this valuable computational tool.