Un grupo de la Escuela Internacional de Estudios Avanzados SISSA en Trieste ha desarrollado una metodología más rápida y simple que requiere recursos modestos para validar modelos físicos "descripciones" de operación de moléculas de ARN utilizado en dinámica molecular. Estos modelos son esenciales parainvestigación sobre ARN, una de las macromoléculas más importantes de la vida, con simulaciones por computadora. El método también ayuda a definir áreas de mejora para aumentar la precisión de los modelos. El estudio fue publicado en el Revista de Cartas de Química Física .
Imagine tener que alquilar un automóvil eligiendo de un catálogo que no tenga más que fotos: sin marca ni modelo, sin hoja de datos. Sin embargo, tiene requisitos específicos. Necesita un automóvil resistente adecuado para terrenos difíciles e inclinaciones empinadas este año ustedhan optado por unas vacaciones de aventura "en la naturaleza". Para comprender mejor qué automóvil sería el más adecuado para sus necesidades, crearía un modelo hipotético del vehículo en su mente basado en su apariencia y su conocimiento previo de automóviles.el modelo hipotético le diría si la imagen que ve corresponde a un pequeño automóvil urbano, un automóvil deportivo o un SUV, y esta sería la base de su elección. Entonces sería la experiencia de colocar las manos en el volante lo que indicaríasi sus suposiciones eran correctas o incorrectas
Los científicos como el profesor de SISSA Giovanni Bussi están haciendo algo similar en su estudio del ARN en la dinámica molecular. "Estudiamos el ARN a través de simulaciones por computadora. Partimos de la estructura de la molécula, que se describe de manera precisa mediante mediciones experimentales, amablecomo las fotos del auto en el ejemplo ", dice Bussi." La estructura, como resultado de la observación experimental, es precisa con una buena aproximación. El problema real es con los modelos físicos ".
Es como sostener un modelo tridimensional de una molécula. Para experimentar, incluso virtualmente, a través de la simulación, debes saber cómo se mueven juntas las diferentes partes que componen la molécula, cómo interactúan, cómo la estructurapuede deformarse. Esta información constituye el llamado modelo "físico". "El problema es que los supuestos en los que se basa el modelo no siempre se verifican o no son fácilmente verificables", dice Bussi. "Existe el riesgo de que el modelo eventualmenteprobar que está equivocado, que no describe correctamente el comportamiento de la molécula, lo que significa que los resultados basados en estas simulaciones pueden no ser confiables "
Estrategias inteligentes
Molecular Dynamics se usa para otros tipos de moléculas además del ARN ". Por ejemplo, David Shaw, fundador de la firma de alta tecnología, DE Shaw & Co, y su grupo han realizado un trabajo tremendo de validación de modelos físicos de proteínas, quenos ha permitido hacer una limpieza seria en el campo "
Trabajos como este requieren mucho tiempo y un equipo informático potente, sin embargo, ya que significa examinar minuciosamente cada modelo individual, antes de desarrollarlo y probarlo en su forma completa. Esto puede significar varios meses de tiempo de computación ". Desafortunadamente, noactualmente existen datos para el ARN ", señala Bussi. Por esta razón, él y su equipo buscaron una solución viable mediante el desarrollo de una metodología" inteligente "para validar las plantillas de ARN.
"No hacemos un análisis exhaustivo como lo hizo Shaw para las proteínas, pero adoptamos estrategias para reducir la complejidad y el tiempo de cálculo, al tiempo que conservamos la precisión en nuestros resultados". ¿Qué tan bien se miden los modelos físicos de ARN actuales en estos análisis? "bueno, desafortunadamente. El modelo que probamos, que se suponía que era uno de los mejores en la literatura según las pruebas realizadas por otros, no nos permite hacer predicciones correctas sobre la estructura de una molécula de ARN "."No sería tan drástico. No hay necesidad de destruir todo lo que se ha hecho hasta ahora. Lo importante es trabajar para mejorar los modelos actuales. El valor de nuestro método es que indica dónde y cómo es el modelo.incorrecto para proporcionar soluciones sobre cómo mejorarlo "
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Materiales proporcionado por Sissa Medialab . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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