Modelos electrostáticos

Unidad 3

Actividad 1. Foro: El uso de los modelos electrostáticos

Trabaja esta primera actividad con tus compañeros(as) de grupo. Para ello realiza puntualmente los siguientes pasos:

1. Investiga por tu cuenta la ecuación de Poisson-Boltzmann y su aplicación en los sistemas macromoleculares.

2. Entra al foro: El uso de los modelos electrostáticos, e intercambia opiniones con tus compañeros(as) de grupo acerca de:

 La utilidad de la electrostática para el estudio de sistemas biológicos.

 La aplicación actual y sus posibles aplicaciones en la salud, el medio ambiente y los alimentos.

3. Comparte tus conclusiones con los demás.

ANTECEDENTES

Los modelos continuos de moléculas, en soluciones iónicas, son herramientas muy importantes en el estudio de las interacciones electrostáticas. Cuando las biomoleculas residen en un electrolito acuoso, este afecta su conformación y funcionamiento debido a los efectos de apantallamiento dieléctrico. Además, las moléculas polarizables u orientables de un medio huésped, sirven para disminuir las fuerzas eléctricas que determinan la estructura y función de macromoléculas. Por lo anterior, un cálculo exacto del potencial electrostático puede mejorar la comprensión del comportamiento y la estructura de las macromoléculas.

La ecuación de Poisson-Boltzmann es una ecuación diferencial parcial, altamente no-lineal, para un potencial electrostático local, la cual puede ser resuelta analíticamente para unos pocos casos.

Sin embargo, la teoría de Poisson-Boltzmann se vuelve inmanejable para geometrías no triviales, y por lo general debe ser linealizada para tratarse más fácilmente desde un punto de vista analítico o en una aproximación numéricamente más estable.

Teoría de Poisson-Bolztmann

En la teoría de Poisson-Boltzmann, la macromolécula se representa como un volumen dentro del cual ni la constante dieléctrica ni la distribución de cargas tienen efecto. Está rodeado por una superficie cerrada cargada en contacto con un electrolito cuya constante dieléctrica se supone constante en el tiempo y uniforme en el espacio. Según la geometría del volumen y de las aproximaciones hechas, se pueden obtener expresiones analíticas del potencial eléctrico, muy útiles para comparar con los resultados de métodos numéricos.

Que son las macromoléculas?

Las macromoléculas, como ácidos nucleicos, proteínas y polisacáridos están construidas por la unión química de moléculas más pequeñas, puestas una al lado de la otra, y generando una cadena larga y muy flexible, lo que le permite adoptar muchas geometrías o formas. A pesar de su gran flexibilidad, la mayoría de esas moléculas adoptan una conformación única espontáneamente, hecho que ocurre en tiempos tan cortos como fracciones de segundo.

La utilidad de la electrostática

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