Desarrollo de un Simulador de Oscilación Bioquímica Circadiana

Authors

  • Jessica Quintero Pérez
  • Marleni Reyes Monreal
  • Arturo Reyes Lazalde
  • María Eugenia Pérez Bonilla

DOI:

https://doi.org/10.46932/sfjdv2n1-002

Keywords:

Software didáctico, modelo de Goldbeter, cinética circadiana PER, cronobiología

Abstract

El análisis y comprensión de los procesos fisiológicos de los seres vivos, requiere del desarrollo e interacción académica multidisciplinaria en investigación científica básica, debido a la complejidad y la diversidad biológica de los individuos. Como ejemplo, en este caso se abordan los mecanismos cronobiológicos, cíclicos y circadianos, a nivel molecular. Estos mecanismos, generalmente están basados en un sistema de oscilación periódica diaria (~24 horas), adaptados a las fases día-noche, regulados exógena, endógena y diferencialmente por los estímulos de luz-oscuridad. Algunas de las funciones biológicas, como el reposo, sueño, actividad, locomoción, metabolismo, apareamiento, desarrollo y envejecimiento, son reguladas por estos sistemas de relojes internos, que operan mediante cambios conformacionales protéicos postraduccionales. El primer mecanismo descrito de autorregulación rítmica gen-proteína fue el modelo PER (period), caracterizado a detalle en el insecto Drosophila melanogaster (mosca de la fruta). En este trabajo se presenta el diseño y desarrollo de un simulador interactivo computacional, que reproduce el ritmo circadiano PER. El simulador llamado “OSCILAR-PER,” está basado en el modelo propuesto por Goldbeter (1995), fue desarrollado en lenguaje Visual Basic®, versión 5.0, para ambiente Windows®, de XP a Windows 10. Las ecuaciones cinéticas que describen los mecanismos se resolvieron por métodos numéricos. Con este programa se pueden reproducir los cinco tipos oscilatorios de PER, correspondientes a las curvas de concentración en función del tiempo: del RNA mensajero de la proteína PER, la proteína PER desfosforilada, la PER monofosforilada, la PER bifosforilada y la curva de PER nuclear. Las curvas se pueden simular individual o simultáneamente. El software es una herramienta de apoyo didáctico para la enseñanza-aprendizaje del tema.

Published

2021-03-05