Construcción de máquinas unimoleculares
Prácticamente todos los procesos celulares que dependen de la interacción entre dos moléculas implican un reconocimiento previo necesario para que se produzca dicha interacción. Muchas moléculas biológicas importantes son quirales, es decir, existen bajo dos formas que constan de los mismos átomos pero cuyas estructuras no son imágenes especulares superponibles entre sí. Otras moléculas biológicas existen exclusivamente en una sola forma quiral (presentan homoquiralidad) como, por ejemplo, los bloques de construcción de las proteínas (aminoácidos) o los azúcares que componen el ácido desoxirribonucleico (ADN). Obviamente, la quiralidad desempeña un papel fundamental en la eficacia del reconocimiento. Muchos científicos creen que, sin la quiralidad uniforme que presentan los aminoácidos y algunos azúcares, la vida tal como la conocemos no podría existir. El transporte activo de moléculas a través de las membranas es una función celular que se basa en el bloqueo y desbloqueo de moléculas. El proceso que hace posible que las moléculas y otros componentes celulares se muevan en el interior de las células o a través de sus membranas en contra de un gradiente de concentración requiere energía. El transporte activo lo dirigen motores moleculares (proteicos). Para poder «construir» las futuras máquinas y motores moleculares, los científicos deben comprender con precisión cómo dos moléculas se llegan a «dar la mano» a través de cambios conformacionales que se inducen mutuamente a nivel unimolecular. Por este motivo, un equipo de investigadores europeos puso en marcha el proyecto Biomach («Máquinas moleculares: diseño y manipulación a nanoescala de antetipos biológicos e imitaciones artificiales»). Mediante técnicas de microscopía de efecto túnel (STM) , los socios del proyecto hicieron «películas» que muestran cómo dos moléculas con la misma quiralidad forman pares y cadenas, mientras que las moléculas con diferente quiralidad no pueden formar estructuras estables. Los conocimientos obtenidos experimentalmente por los socios de Biomach no sólo deben mejorar la comprensión básica de los procesos fisiológicos, sino que además facilitarán el desarrollo de dispositivos biomiméticos que funcionen con una sola molécula.
