Instrucciones
Usted tiene las siguientes opciones en este simulador para moléculas pequeñas tanto inorgánicas como orgánicas.
- En la parte superior, aparecen los botones 2D y 3D para que pueda observar el modelo en dos o tres dimensiones.
- A continuación se presenta el modelo en dos o tres dimensiones.
- "Search" puede ser utilizado para buscar alguna molécula, escribiendo el nombre en inglés, por ejemplo al escribir, sulphuric acid (ácido sulfúrico).
- Color de fondo, sirve seleccionar el color del fondo del modelo en tres dimensiones.
- Acercar +, acerca el modelo.
- Acercar -, aleja el modelo.
- Girar X, Y, Z, para girar el modelo en tres dimensiones en los ejes x, y, z.
- Alambres, varillas y pelotas y varillas, para cambiar el modelo en tres dimensiones en esas representaciones.
- Energía, aparce en la parte superior la energía de la molécula en kJ/mol o kcal/mol.
- Minmizar por MMFF94, normalmente las estructuras iniciales que se crean en los simuladores poseen energías mucho mayores a las que tendría un objeto real, por esta razón, se utilizan algoritmos para calcular las posiciones y fuerzas originales, con el objetivo de minimizarlas y que sean más realistas.
- Arrastrar Minimizar, usted puede arrastrar un átomo, soltarlo y entonces el sistema hace un cálculo de minimización de energía.
- Simetría, muestra los planos de simetría en la molécula.
- Editar, puede editar la molécula agragando o quitando átomos y enlaces.
- Superficie VDW, la superficie de van der Waals de una molécula es una representación abstracta o modelo de esa molécula, que ilustra dónde, en términos muy generales, podría haber una superficie para la molécula en función de los cortes duros de los radios de van der Waals para átomos individuales, y representa una superficie a través de la cual la molécula podría concebirse interactuando con otras moléculas.
- PEM es el mapa de potencial electrostático.
- Carga parcial calcula la carga parcial de cada átomo.
- Tetraedros, para el caso que exista alguna átomo tetraédrico.
- Dipolos enlaces, para ver el los dipolos de todos los enlaces.
- Dipolo molecular, para ver el momento dipolar resultante de toda la molécula.
- Hibridación sp, sp2 y sp3, para ver la hibridacion del átomo de carbono.
- Anillo aromático, muestra los anillos aromáticos.
- Heteroátomo, muestra los heteroátomos en heterociclos.
- C quiral (nomenclatura R/S) y E/Z para isomería geométrica en alquenos, los descriptores R/S permiten indicar en un compuesto orgánico la configuración (la disposición espacial de los sustituyentes) de un carbono o centro quiral, estereocentro o centro estereogénico, que es el caso de un átomo de carbono con cuatro sustituyentes diferentes. Se añade R o S entre paréntesis como prefijo delante del nombre de la molécula orgánica. En caso de ser más de uno el centro estereogénico, separados por coma se indica el descriptor R o S de cada uno, precedido del número o localizador que identifica su posición.
- Invertir R/S, para cambiar la quiralidad.
- Nomenclatura E/Z en Alquenos, el sistema tradicional para nombrar los isómeros geométricos de un alqueno, en el que los mismos grupos están dispuestos de manera diferente, es nombrarlos como cis o trans. Sin embargo, es fácil encontrar ejemplos donde el sistema cis-trans no se aplica fácilmente.
- N electrones, O electrones y S electrones, para ver los electrones libres del nitrógeno, oxígeno y azufre.
- C primario, C secundario, C terciario, C cuaternario, identifica la clasificación de los átomos de carbono.
- Dadores y aceptores de puentes de hidrógeno, señala los átomos que pueden dar o aceptar puentes de hidrógeno
- Botón 2D, cuando escoge el botón 2D, la aplicación tiene su propio menú y quedan inhabilitados todos los botones 3D.
Enlace Iónico
Además, el Ca+2 es necesario para la contracción de los músculos y para el mantenimiento de un latido cardíaco normal.
El calcio es el mayor componente del tejido óseo, por lo tanto conviene aportar a nuestro cuerpo la cantidad necesaria. Bien a través de una dieta alimentaria, bien a través de suplementos, los niveles de calcio nunca deben estar por debajo de los miligramos recomendados para cada edad.
El calcio es el mineral de nuestro organismo más esencial, tanto para la formación de los huesos, como para mantener estos fuertes. El 99% del calcio del organismo se encuentra en los huesos y en los dientes. El 1% restante se reparte entre la sangre y la musculatura. Aunque este 1% resulte ridículo, hay que destacar que sin él los músculos no se flexionarían correctamente, la sangre no se coagularía y los nervios no transmitirían los mensajes correspondientes al resto del organismo.
El calcio es el mineral de nuestro organismo más esencial, tanto para la formación de los huesos, como para mantener estos fuertes. El 99% del calcio del organismo se encuentra en los huesos y en los dientes. El 1% restante se reparte entre la sangre y la musculatura. Aunque este 1% resulte ridículo, hay que destacar que sin él los músculos no se flexionarían correctamente, la sangre no se coagularía y los nervios no transmitirían los mensajes correspondientes al resto del organismo.
Un ejemplo de la presencia de calcio en el organismo es la (sólo podrá ver el modelo modelo 3D), que es una proteína ligante de calcio que media los efectos de los iones calcio en numerosos sistemas biológicos. Se encuentra en todas las células eucariotas y lleva a cabo su acción a través de una serie de proteínas quinasas dependientes de ella.
Los (sólo podrá ver el modelo 3D), son canales iónicos (estructuras macromoleculares transmembrana, provistas de un poro y situadas en la membrana plasmática de las células) que permiten la entrada de iones Ca+2 al citosol y por tanto, hacen que aumente la concentración intracelular de este ion, produciendo una despolarización, lo que constituye una señal para la activación de muchas funciones celulares.
Guía de Estudio
El Calcio en el Organismo y Herramientas de Modelado Molecular
Resumen del Material
Este material aborda dos temas principales: el rol esencial del calcio en el cuerpo humano y la funcionalidad de un simulador molecular 3D.
El Rol del Calcio
En relación con el calcio, el texto destaca su importancia fundamental en la formación y mantenimiento de huesos y dientes, donde se concentra el 99% del calcio corporal. El 1% restante, aunque pequeño en proporción, es crucial para procesos fisiológicos vitales como la contracción muscular, la coagulación sanguínea y la transmisión nerviosa. Se mencionan ejemplos concretos de la acción del calcio a través de proteínas ligantes de calcio como la Calmodulina y la regulación del flujo de iones calcio mediante canales iónicos.
El Simulador Molecular 3D
En cuanto al simulador molecular 3D, se presenta una descripción detallada de sus diversas funciones y herramientas. Estas permiten la visualización y manipulación de moléculas inorgánicas y orgánicas en 2D y 3D. Las funcionalidades incluyen:
- Búsqueda de moléculas.
- Modificación de la apariencia visual (color de fondo, representación de enlaces y átomos).
- Identificación de características estructurales relevantes (anillos aromáticos, heteroátomos, dadores y aceptores de puentes de hidrógeno).
Cuestionario
Preguntas de Ensayo
- Discuta la importancia del calcio en el organismo humano, detallando las funciones clave donde participa y las consecuencias de niveles inadecuados de este mineral.
- Explique cómo las herramientas de visualización y análisis molecular, como el simulador 3D descrito, pueden contribuir a una mejor comprensión de las propiedades y el comportamiento de las moléculas biológicas relevantes para la función del calcio.
- Describa con detalle al menos cinco funcionalidades específicas del simulador molecular 3D presentado y explique cómo cada una de ellas puede ser utilizada para estudiar las características de una molécula de interés, como la Calmodulina o un canal iónico.
- Analice la relación entre la estructura química del ion calcio (Ca+2) y su capacidad para interactuar con diversas biomoléculas dentro del organismo, como proteínas y membranas celulares.
- Considerando la información proporcionada sobre el calcio y el simulador molecular, proponga un experimento hipotético utilizando el simulador para investigar la interacción del ion calcio con un dominio específico de una proteína ligante de calcio. Describa los pasos que seguiría y la información que esperaría obtener.
Glosario de Términos Clave
- Enlace Iónico
- Tipo de enlace químico que se forma por la atracción electrostática entre iones con cargas opuestas (cationes y aniones).
- Catión
- Ion con carga eléctrica positiva, resultante de la pérdida de electrones por un átomo.
- Anión
- Ion con carga eléctrica negativa, resultante de la ganancia de electrones por un átomo.
- Contracción Muscular
- Proceso fisiológico mediante el cual las fibras musculares se acortan, generando fuerza. El calcio es esencial en este proceso.
- Latido Cardíaco
- Ciclo de contracción y relajación del músculo cardíaco que impulsa la sangre a través del sistema circulatorio. El calcio juega un papel en la regulación del ritmo cardíaco.
- Tejido Óseo
- Tejido estructural y de soporte principal del cuerpo, compuesto principalmente de fosfato de calcio y colágeno.
- Proteína Ligante de Calcio
- Proteína que tiene la capacidad de unirse a iones de calcio, lo que a menudo induce un cambio conformacional en la proteína y altera su función.
- Calmodulina
- Proteína ligante de calcio que actúa como un mensajero intracelular y participa en diversas vías de señalización dependientes de calcio.
- Canales Iónicos
- Proteínas de membrana que forman poros a través de la bicapa lipídica, permitiendo el paso selectivo de iones a través de la membrana celular.
- Citosol
- La porción fluida del citoplasma dentro de una célula, que rodea los orgánulos.
- Despolarización
- Cambio en el potencial de membrana de una célula, haciéndose menos negativo o incluso positivo.
- Simulador Molecular
- Software que utiliza modelos computacionales para simular y visualizar la estructura y el comportamiento de moléculas.
- Modelo 3D
- Representación tridimensional de una molécula, mostrando su estructura espacial, incluyendo la disposición de los átomos y los enlaces en el espacio.
- Superficie de Van der Waals (VDW)
- Superficie que define el volumen aproximado de una molécula basado en los radios de Van der Waals de sus átomos.
- Puente de Hidrógeno
- Tipo de interacción intermolecular atractiva entre un átomo de hidrógeno unido a un átomo electronegativo (como O, N o F) y otro átomo electronegativo con un par de electrones libres.