Publication: Dinámica de agregación y ensamblaje In Silico de ribonucleoproteínas de plasma germinal
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RESUMEN: a raíz de las investigaciones alrededor de la biología molecular se han logrado identificar diferentes tipos de partículas de ribonucleoproteínas (RNP), las cuales se desempeñan en un amplio rango de actividades celulares, como la formación y estabilización del ARN, la participación durante la expresión génica en células eucariotas, la precesión de partículas claves en el procesamiento de los ARN-m (Dreyfuss, Phflipson, & W. Mattaj, 1988), la orientación proteica, entre otras (Parker & Sheth, 2007). Debido a su alta participación en los procesos celulares, las partículas de RNP han sido estudiadas por diversos investigadores, pero la comprensión que se tiene sobre ellas y sus mecanismos de formación, agregación y dinámica es muy reducida. Siendo así, enfocar la atención en las partículas de RNP y comprender su mecanismo físico de formación de agregados resulta importante debido principalmente al potencial que tienen en aplicaciones médicas, como medicina personalizada preventiva y terapéutica (Becker & Gitler, 2015). Por medio de este proyecto se plantea determinar los mecanismos físicos de agregación de las partículas de RNP a partir de un diseño metodológico dividido en tres etapas principales: la construcción del modelo mesoscópico, la simulación de los mecanismos físicos de agregación y la determinación de diagramas de estabilidad de las partículas. En la primera fase se preparará el modelo mínimo, discretizando las partículas de RNP, formando los agregados de estas y estableciendo el modelo del solvente. En la segunda fase será seleccionado el modelo de simulación con el fin de construir el algoritmo que permita simular las interacciones moleculares entre las partículas y el solvente. Por último, se determinarán las mínimas energías del sistema y a partir de estas se construirán los diagramas de energía y estados de agregación. En la última fase de la metodología, además, se llevará a cabo la validación del sistema.
Abstract in english
ABSTRACT: as a result of the investigations around molecular biology, different types of ribonucleoprotein (RNP) particles have been identified, which perform a wide range of cellular activities, such as the formation and stabilization of RNA, the participation during gene expression in eukaryotic cells, the precession of key particles in mRNA-processing (Dreyfuss, Phflipson, & W. Mattaj, 1988), protein orientation, among others (Parker & Sheth, 2007). Due to their high participation in cellular processes, RNP particles have been studied by various researchers, but the understanding of them and their mechanisms of formation, aggregation, and dynamics is very limited. Thus, focusing attention on RNP particles and understanding their physical mechanism of aggregate formation is important mainly due to the potential they have in medical applications, such as preventive and therapeutic personalized medicine (Becker & Gitler, 2015). Through this project, it is proposed to determine the physical mechanisms of aggregation of RNP particles from a methodological design divided into three main stages: the construction of the mesoscopic model, the simulation of the physical mechanisms of aggregation and the determination of diagrams of particle stability. In the first phase, the minimal model will be prepared, discretizing the RNP particles, forming their aggregates and establishing the solvent model. In the second phase, the simulation model will be selected in order to build the algorithm that allows simulating the molecular interactions between the particles and the solvent. Finally, the minimum energies of the system will be determined and from these the energy diagrams and aggregation states will be built. In the last phase of the methodology, in addition, the validation of the system will be carried out.