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Inteligencia Artificial para predicción de estructuras de proteínas I

Aquí iniciamos una serie de artículos sobre la predicción de estructura de proteínas tratadas con Inteligencia Artificial en base a la noticia aparecida en los medios sobre la aplicación llamada DeepMind por parte de la empresa Google.

Se trata de la aproximación de la empresa de búsquedas a uno de los objetivos de la ciencia biológica desde hace muchas décadas: predicción de estructuras de proteínas y por consiguiente posible predicción de sus funciones.

Siguiendo la noticia trataremos el papel de la computación en la investigación de estructuras biológicas, en concreto de las proteínas.

Inteligencia Artificial para predicción de estructuras de proteínas II

Las noticias aparecidas en la prensa generalista en ocasiones son confusas en cuanto a la descripción nuclear del tema.

En primer lugar, no se aclara la relación entre la predicción de la estructura y su aplicación práctica: ¿para qué servirían todos esos avances en computación?

Una proteína esta constituida por una cadena única de subunidades llamadas aminoácidos.
Si tenemos la secuencia de esas unidades podemos saber qué forma tiene en 3 dimensiones y para que sirve: que cataliza o que estructura dá.
Pero esa secuencia o ya existe en la naturaleza o nos la inventamos.

Si existe en la naturaleza, es fácil -relativamente- determinar que función tiene y no hace falta computación alguna.
Y si nos la inventamos es para conseguir algo…
Por tanto, la cosa iría al revés: queremos algo, bloquear un virus por ejemplo y sabiendo la estructura de una pieza proteica que encaje en un punto vital del virus desactivándolo solo necesitamos buscar la secuencia de unidades que ha de tener la primera.
Eso se ha venido llamando diseño de proteínas.

Tenemos un proceso industrial caro por la cantidad de materias primas y energía que se necesita y diseñamos una proteína para simplificarlo. Tenemos un virus emergente y diseñamos una proteína que lo bloquee.

sigue..

Inteligencia Artificial y estructuras de proteínas, parte Biológica III

¿por que se ha considerado por los medios como una noticia de enorme relevancia? Porque la estructura tridimensional de las proteínas es la que determina las funciones de esta, ósea, qué hace. Y lo que hace google es determinar esta estructura

¿y que funciones pueden desarrollar una proteina? Pues básicamente:
  • Ser la base de una estructura orgánica o biológica como tendones, huesos, organos y mucho más
  • Hacer posible reacciones químicas de todo tipo: metabólicas, neuronales e incluso industriales
  • Bloquear reacciones y funciones como las que realizan de virus, celulas cancerosas, celulas que por mal función producen Alzheimer..

Todo esto podría constituir un avance sin precedentes en la medicina y en la industria.

Aunque aparentemente las posibles aplicaciones serían obviamente médicas baste con apuntar algunas ventajas para la industria:

- La mayoría de procesos industriales actuales se han de hacer un varios pasos, con subproductos intermedios ( cuatro,cinco o veinte pasos con multitud de reacciones ).
Una proteina podría sustituirlo por un solo paso, a temperatura ambiente, sin tener que calentar o enfriar.
Esto supondría un enorme ahorro en materias primas y en energía y por supuesto en contaminación. sigue..
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