Simulación de dominios de biomembranas

Abstract

Hablar de biología a nivel molecular ha resultado un reto desde que se tuvo conciencia de las implicaciones de los diversos fenómenos que se llevan a cabo a estas escalas espaciales y temporales. Para entender estos procesos a nivel microscópico se necesitan un conjunto de conocimientos de biología, química, física y programación, ésta última tiene que ver con el análisis que se puede realizar con dinámica molecular (DM). Usando la evolución en el tiempo de las configuraciones espaciales de un sistema biológico para hacer inferencias de las propiedades del sistema, ya sean a nivel molecular o propiedades de bulto. La DM ha demostrado ser una herramienta muy útil para estudiar distintos procesos que ocurren a distintas escalas espacio-temporales, como las baterías de litio que suelen usarse en celulares y que existe un interés en mejorarlas, también ha sido utilizada para estudiar sistemas biológicos y el diseño de fármacos por mencionar algunos. Para nuestro trabajo enfocaremos nuestra atención en la membrana plasmática (MP) la cual está compuesta por una serie de lípidos alineados de manera tal que sus cabezas hidrofílicas y sus colas hidrofóbicas actúan como manto protector de la célula. Este acomodo específico es conocido comúnmente como bicapa. La bicapa consiste en la membrana apical y una basal las que difieren en el tipo de lípidos que las componen. Es por esta razón que el comportamiento de cada una de ellas será diferente a nivel molecular. La MP es un sistema dinámico en el que los agentes interactuantes pueden moverse dentro de la bicapa y en el que las interacciones suelen ser de corto alcance, por lo que, la teoría de líquidos es de gran utilidad para modelar los procesos que se llevan a cabo dentro de este entorno. La tendencia a una distribución azarosa debido a las colisiones, producto de la temperatura y además las diferencias de tamaño entre los distintos lípidos; lo que propicia una incompatibilidad con los componentes aledaños, ya que la parte hidrofílica podría entrar en contacto con la hidrofóbica de un componente a su alrededor lo cual propiciaría que se separaren, todos estos son factores que afectan la dinámica del sistema y deben ser tomados en cuenta al modelarlo.