El alosterismo científico

La nueva era de los seres sintéticos ya está aqui!.

Cada día surgen nuevas noticas en los medios de comunicación relacionadas con la biología sintética, la intelegincia artificial, la computación genética…todas estas técnicas constituyen la llamada “ciencia de vanguardia”, la ciencia del futuro.

Son técnicas que relacionan diversas disciplinas , en un principio, alejadas de la biología o la biotecnología al uso, pero que hoy en dia son indispensables para el desarrollo de la misma.

Muchas son las voces críticas, casi siempre puristas que defienden la ciencia tradicional, es decir, microscopio en mano frente a los nuevos avances tecnológicos que pueden ser constituidos por la citada biología sintetíca o simpemente otras ciencias “bio” relacionadas en último termino con la computación.

Estas “nuevas” ciencias actuan como substrato y soporte, de las disciplinas científicas tradicionales, por ejemplo, biología o bioquímica.

Son fruto y causa de la revolución impulsada por la biotecnología y más adelante por las llamadas ciencias ómicas (genómica, proteómica, etc ) que en su día revolucionaron el mundo “bio”.


Para ser justos … no solo revolucionaron hace unos años, sino que siguen revolucionando, ya que el poder predictivo y de conocimiento que otorgan a los investigadores estas disciplinas científicas es inmenso.

En teoría pudiera parecer que las ciencias ómicas son como una disgregación de la biología, una especialización de los biólogos en una pequeña parte del campo obviando el resto, pero nada más lejos de la realidad. Estas ciencias constituyeron y siguen constituyendo el camino hacia una nueva mentalidad en la que se desarrolla una visión global de los procesos biológicos. El sufijo “-oma” tiene origen latino y significa “conjunto de”.

Es por tanto que, la adición de este sufijo a diferentes estudios en biología, cubre las nuevas aproximaciones masivas en las que se está enfocando la biología recientemente.

He aqui el alosterismo científico.

El alosterismo es un mecanismo complejo que poseen las enzimas para regular su actividad y función. Se basa en el hecho de que una enzima está formada por varias subunidades las cuales han de interectuar entre ellas de forma directa o indirecta para permitir que el enzima adopte una configuración concreta y desarrolle su actividad y/o función.

La ciencia, hoy en dia, es algo así es un conglomerado de técnicas provinientes de distintas disciplinas científicas sin el concurso de las cuales se complica o incluso se hace imposible la resolución del problema científico.

Es decir, la ciencias “bio-computacionales” no podrían funcionar sin tener datos expermientales ( biología estructural) en los que basar sus modelos de estudio.

Por ejemplo, la biología sintética lo que reproduce son los mecanismos/circuitos biológicos que se dan en los seres vivos aplicados a robots o similares. La biología de sistemas trata de plasmar los modelos biológicos, rutas de transducción de señales, por medio de modelos simples.



En la parte superior de la imagen podemos ver un ejemplo de modelización de una ruta de transducción de señal, en concreto, BarA/ UvrY. Reproduce la transferencia del grupo fosforilo de BarA, y la desfosforilación de Urvy. En la prte inferior podemos obsrervar un gráfico de la evolución en la concentración de R2 (grupo fosforilo) a lo largo del tiempo, la transferencia del grupo fosforilo.

Estos modelos simples, a su vez, por medio de ecuaciones matemáticas describen la fisico química de los seres vivos . Estás ecuaciones se integran y resuelven de forma computacional, obteniendo por ejemplo las cinéticas o las constantes de asociación de una proteina o sus variaciones de energía interna , las aplicaciones y las técnicas son enormes y van desde resolver simples ecuaciones diferenciales hasta poner en práctica ecuaciones propias de la mecánica cuántica.

Modelizacion de la conversión de glucosa en lactato. La imagen de la derecha muestra como evolucionan las concentración de glucosa y lactato a lo largo del tiempo


Y estas disciplinas citadas son solo tres dentro de este gran conglomerado que es actualmente la ciencia, en el cual hay veces que no sabemos distinguir si un estudio peretenece a la biología computacional o si bien se trata de biología estructural o biofísica, o si quizás la mejor forma de clasificarlo sería como química computacional. Y todo estos sin olvidar que dentro de estas áreas , a priori ya sub-áreas, hay otras subáreas, que vendrían a ser sub-sub áreas, y así sucesivamente.

Esta evolución científica de la que venimos hablando, viene dada en gran parte por los avances en los medios experimentales, es decir, aparatos cada vez más precisos y de mayor accesibilidad, y sobre todo por la computación.

Un buen ejemplo, son las ciencias ómicas, de las que venimos hablando, que surgieron como consecuencia de avances en bioinformática, de la cual actualmente son también substrato, es decir, nuevas técnicas requieren cierto tipo de información que desenvoca en la especialización de la ciencia.

Pero que muchas disciplinas experimentales se hayan desarrollado gracias a la computación, no implica que computación y experimentos se terminen de llevar bien, ya que hay otras muchas disciplinas que han surgido sin su ayuda, y no acaban de ver clara su reproducibilidad in silico.

Hoy en dia, sin embargo, cada vez está más extendida y aceptada la teoría de la necesidad de que cualquier estudio científico sea validado a nivel computacional, pese a las reticencias de los experimentales. De hecho los modelos computacionales están comenzando a usarse como herramientas predictivas de los resultados de un experimento , sobre todo a nivel empresarial, ya que ahorra muchísimo dinero en estudios de ensayo y error, hasta dar por ejemplo con el gen o la proteína clave para la inhibición de un patógeno causante de alguna enfermedad. Permiten conocer con mayor precisión en qué se debe centrar un experimento.< /span>



En el mundo “académico”, por contra, todavía el experimento manda por encima de la computación y es difícil que un científico computacional consiga proponer un experimento; más bien su labor es la de refutar ciertos experimentos con la aprobación o no de los experimentales, ya que muchas veces se demuestra que el estudio era erróneo, cosa que no suele ser aceptada de buen grado.


La ciencia está evolucionando hacia el alosterismo hacia una compenetración de las distintas disciplinas científicas, que permita un análisis más amplio, estudios más completos y sobre todo más eficientes, pero también es cierto que se está encontrando con muchas trabas, provinientes de científicos que se resisten a cambiar su forma de hacer ciencia o que no quieren aceptar los estudios computacionales como ciertos, y sobre todo a uno de los grandes problemas actuales de la ciencia , el desencuentro entre experimentales y computacionales.


Los primeros se suelen negar a aceptar que simulacionnes in silico tiren por tierra sus resultados experimentales, no creen que puedan ser valiosas en muchos aspectos para sus estudios, sin embargo cuando sus resultados son refutados sí se sirven de la computación.


Los segundos se quejan de que sus predicciones no suelen ser tomadas en consideración,y que es muy complicado que un grupo experimental acceda a realizar los experimentos que un computacional sugiere.

Ambas posturas se entienden, ya que realizar un experimento suele conllevar un esfuerzo de tiempo y dinero, y puede ser que los experimentales tengan otros proyectos prioritarios para ellos, pero también es cierto que casi todo suelen ser pegas por parte de estos últimos para realizar estos experimentos.


Para solventar este problema, cada vez son más los grupos mixtos de experimentales y computacionales que afloran , así como las colaboraciones entre grupos independientes, por medio de convenios fomentados tanto desde los gobiernos autonómicos y nacionales , como desde la Unión Europea, en el caso de Europa, o los propios centros.

La ciencia como todo en este mundo sufre una renovación constante, ya que sin esa renovación se quedaría anclada en el pasado y no seríamos capaces de dar respuesta a los cada vez más complejos problemas científicos que se plantean diariamente. Lo que está claro es que el alosterismo científico es necesario.


http://www.agenciasinc.es/esl/Noticias/Tecnicas-de-Computacion-Natural-y-Biologia-Sintetica-contribuyen-al-tratamiento-de-enfermedades

http://www.sebbm.com/scripts/investiga.asp?Id=200

http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=7&ved=0CFoQFjAG&url=http%3A%2F%2Fwww.synbiosafe.eu%2Fuploads%2F%2F%2Fpdf%2F05_02_Muy_interesante_Llegan_los_seres_sinteticos.pdf&ei=gQA5T6qhJcak0QWf7bG_Ag&usg=AFQjCNHKODiO_dNT2vBtDUcppvI3LJKCag&sig2=bMuE-WS56bHDBZEmQEmwgg


http://tecnocapsulas.com/2011/09/04/computacion-genetica-para-matar-celulas-especificas-de-cancer/

http://cienciasomicas.wordpress.com/2011/05/12/hello-world/

http://es.wikipedia.org/wiki/Regulaci%C3%B3n_alost%C3%A9rica

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