{"id":147225,"date":"2019-12-29T18:09:28","date_gmt":"2019-12-29T17:09:28","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/matematicas\/?p=147225"},"modified":"2019-12-29T18:09:43","modified_gmt":"2019-12-29T17:09:43","slug":"nudos-moleculares-o-la-quimica-anudada","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/matematicas\/2019\/12\/29\/147225","title":{"rendered":"Nudos moleculares o la Qu\u00edmica anudada"},"content":{"rendered":"

En entradas anteriores hemos hablado de la teor\u00eda de nudos, tanto desde el punto de vista matem\u00e1tico como en sus aplicaciones a la biolog\u00eda. En esta hablaremos de las relaciones de los nudos con la qu\u00edmica.<\/p>\n

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Una tabla de nudos<\/figcaption><\/figure>\n

Un nudo se describe matem\u00e1ticamente como una curva cerrada embebida en el espacio tridimensional y que no tiene autointersecciones. El nudo m\u00e1s simple ser\u00eda un c\u00edrculo. Uno de los grandes problemas en la llamada Teor\u00eda de Nudos es su representaci\u00f3n plana, y como no, la clasificaci\u00f3n, en el sentido de que dos nudos son equivalentes si se puede transformar uno en otro sin alterar su topolog\u00eda (las definiciones precisas se pueden encontrar aqu\u00ed: Clasificando nudos<\/strong><\/a>).<\/p>\n

La cantidad de nudos es enorme, y si usamos los cruces en su representaci\u00f3n plana, vemos que con uno o dos cruces no salimos topol\u00f3gicamente del nudo no anudado (el c\u00edrculo), hay un nudo con tres cruces, uno con cuatro, dos con cinco, 165 con 10 cruces, y las cifras van aumentando de una manera exponencial.<\/p>\n

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Un nudo molecular<\/figcaption><\/figure>\n

Vayamos ahora con los qu\u00edmicos. Su santo Grial ser\u00eda poder construir cualquier tipo de nudo molecular, poder convertirse en aut\u00e9nticos \u201cse\u00f1ores de los nudos\u201d. El motivo es que los nudos moleculares pueden permitir dise\u00f1ar materiales con propiedades espec\u00edficas, o incluso, algunos podr\u00edan servir como conductores de medicamentos moleculares a los lugares del cuerpo que lo necesitaran.<\/p>\n

Un nudo molecular es un an\u00e1logo microsc\u00f3pico a un nudo habitual. Se construyen con hilos alrededor de iones met\u00e1licos, de manera que tienen sus cruces adecuados, y se cierra el nudo mediante alg\u00fan catalizador qu\u00edmico. Es como tejer un tejido, pero usando mol\u00e9culas. Un nudo molecular se denomina en ingl\u00e9s knotane<\/strong>, tal y como fue propuesto por Oliver Safarowsky, Martin Nieger, Roland Fr\u00f6hlich y Fritz V\u00f6gtle en 2000. Por supuesto, aparecen tambi\u00e9n en la naturaleza, por ejemplo, las mol\u00e9culas de ADN y de ARN o las prote\u00ednas (ve\u00e1se la entrada La topolog\u00eda del ADN<\/strong><\/a> https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/matematicas\/2019\/04\/07\/146405<\/a>)<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

De hecho, ha sido la complejidad y utilidad de estos nudos biol\u00f3gicos uno de los motivos por los que los qu\u00edmicos se han lanzado a la construcci\u00f3n de los nudos moleculares. La primera sint\u00e9sis de un objeto con topolog\u00eda no trivial se produjo en 1960 por Wassermann,\u00a0 y eran dos anillos interconectados. Despu\u00e9s se han conseguido enlaces m\u00e1s complejos, como los anillos de Borromeo y muchos otros, incluyendo el nudo de tr\u00e9bol (1980). Este excelente art\u00edculo Molecular knots in biology and chemistry<\/strong><\/a> de Nicole C H Lim y Sophie E Jackson es un extraordinario repaso a la situaci\u00f3n hasta 2015. Este otro, Molecular Knots<\/strong><\/a>, de Stephen D. P. Fielden, David A. Leigh y Steffen L. Woltering\u00a0 completa y actualiza los resultados.<\/p>\n

\"\"<\/a>
El nudo de David Leigh y colaboradores<\/figcaption><\/figure>\n

Recientemente se han conseguido los nudos moleculares m\u00e1s complejos topol\u00f3gicamente hasta el momento: un nudo con 8 cruzamientos y un compuesto con nueve, precisamente por David A. Leigh y sus colaboradores.<\/p>\n

Finalizamos esta entrada refiriendo al lector a este interesante art\u00edculo de opini\u00f3n de Emilio M. P\u00e9rez en Anales de Qu\u00edmica, Los nudos y el brexit<\/strong><\/a>, donde se da una valiosa informaci\u00f3n sobre David Leigh y su equipo.<\/p>\n

___<\/p>\n

Manuel de Le\u00f3n<\/strong> (CSIC, Fundador del ICMAT, Real Academia de Ciencias, Real Academia Canaria de Ciencias, Real Academia Galega de Ciencias).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

En entradas anteriores hemos hablado de la teor\u00eda de nudos, tanto desde el punto de vista matem\u00e1tico como en sus aplicaciones a la biolog\u00eda. En esta hablaremos de las relaciones de los nudos con la qu\u00edmica. Un nudo se describe matem\u00e1ticamente como una curva cerrada embebida en el espacio tridimensional y que no tiene autointersecciones. El nudo m\u00e1s simple ser\u00eda un c\u00edrculo. 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