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Movimiento mecánico a nivel molecular creado artificialmente

Un equipo de científicos financiado por la Unión Europea ha demostrado el movimiento muy controlado de un motor molecular artificial capaz de de generar movimientos unidireccionales de tipo «una manos después de otra», conocidos como movimientos «hand-over-hand», prácticamente inauditos. Los robots y las máquinas moleculares podrían estar a la vuelta de la esquina.
Movimiento mecánico a nivel molecular creado artificialmente
Los motores moleculares son máquinas proteicas, es decir enzimas que transforman la energía química en trabajo mecánico, capaces de avanzar unidireccionalmente a lo largo de «pistas» moleculares procediendo de manera «hand-over-hand» procesiva, es decir catalizando reacciones sucesivas sin soltar el sustrato. La naturaleza emplea este tipo de motores en funciones como la contracción muscular, la división celular o el transporte de orgánulos a sus ubicaciones celulares pertinentes.

Como sucede a menudo, la naturaleza sirvió de fuente de inspiración a un equipo de científicos que está estudiando a fondo la posibilidad de recrear la belleza y la funcionalidad de los motores moleculares para permitir la ejecución de tareas de movimiento mecánico a nivel molecular. Hasta la fecha, este tipo de recreaciones no lograban reflejar el control exquisito que presentan los sistemas biológicos.

La infinidad de motores moleculares existentes se clasifican en unas pocas clases en función de sus componentes, uno de los cuales es el motor de la proteína quinesina, que consta de dos cabezas que avanzan alternativamente sobre los microtúbulos que constituyen el citoesqueleto de las células eucariota. Los socios del proyecto «Synthetic kinesin analogues: A transition metal complex that can walk» (METALWALKER) se propusieron desarrollar una máquina molecular con motor de quinesina totalmente artificial dotada de capacidad de procesividad secuencial, de un tipo que hasta ahora apenas se habían demostrado.

Para lograr dicho movimiento, es necesario que el «andador» conste de dos conjuntos de unidades de unión ortogonal cinéticamente estables que se puedan activar y desactivar por separado. El equipo combinó en en una sola unidad de andador un complejo de paladio (Pd II) activado térmicamente y otro de platino (Pt II) que se activa fotoquímicamente y logró demostrar los dos requisitos principales para el funcionamiento de la máquina: la direccionalidad y la procesividad.

El concepto METALWALKER, que permitió demostrar un motor molecular artificial, abre nuevas perspectivas para el desarrollo de nuevos sistemas capaces de controlar tareas mediante movimiento a nivel molecular y máquinas mecánicas moleculares. Entre las posibilidades que se vislumbran para ellos, cabe destacar los nanorrobots y los nanodispositivos para aplicaciones médicas.

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