Enlaces de hidrógeno Nuevos horizontes en química

1997/11/01 Irazabalbeitia, Inaki - kimikaria eta zientzia-dibulgatzaileaElhuyar Fundazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Kimika

El Abdeza cursó sus estudios de química en la Universidad de Marrakech y desde entonces ha investigado en prestigiosos centros de investigación del mundo. Entre estos centros se encuentra la prestigiosa CALTECH de California. Actualmente es profesor de la Universidad de Castilla-La Mancha.

El Abdeza cursó sus estudios de química en la Universidad de Marrakech y desde entonces ha investigado en prestigiosos centros de investigación del mundo. Actualmente es profesor de la Universidad de Castilla-La Mancha.

I.X.I.

Durante la charla, el profesor Abdezarra Duhal destacó las peculiaridades del enlace de hidrógeno, su importancia y los resultados de las últimas investigaciones al respecto. Linus Pauling lo definió como la base del fuerte enlace de hidrógeno hace unos sesenta años. De hecho, este tipo de enlace, en el que un átomo de hidrógeno hace un puente entre los dos heteroátomos, es clave en muchos procesos biológicos. Por ejemplo, en la hélice del ADN se unen las dos cadenas auxiliares mediante enlaces de hidrógeno de bases nitrogenadas.

Una de las principales características de los enlaces de hidrógeno es su flexibilidad y las últimas investigaciones al respecto han dado resultados tangibles. El profesor Duhal resumió los resultados de las investigaciones sobre tres ideas principales.

Por un lado, dado que los puentes de hidrógeno unen las cadenas de ADN, es importante la forma en que están formados los puentes de hidrógeno, es decir, el átomo de hidrógeno y su unión. De hecho, cuando las bases se unen por parejas sólo están permitidos algunos puentes de hidrógeno, por lo que la adenina se asocia únicamente a la timinia y la citosina a la guanina. Sin embargo, debido a la flexibilidad del enlace de hidrógeno, todas las posibles configuraciones espaciales del enlace están en continuo baile. En el momento de la repetición del ADN, si la configuración del enlace, la disposición espacial, es errónea, la repetición del ADN es errónea porque no se asocian las bases adecuadas (la guanina se asocia a la adenina en lugar de asociarse a la citosina, por ejemplo) y, en consecuencia, se transmite información genética incorrecta a la nueva molécula de ADN, que puede provocar la formación de un cáncer.

Por otro lado, es muy difícil obtener información sobre la configuración instantánea del enlace de hidrógeno analizando directamente la molécula de ADN. Por lo tanto, la obtención de sondas moleculares adecuadas para obtener esta información supondría un gran avance en el análisis sencillo de los mecanismos moleculares de los procesos biológicos. La base de estas sondas puede ser, por ejemplo, las características especiales de la flexibilidad de los puentes de hidrógeno, la absorción de luz a determinadas frecuencias y la posibilidad de medir esta luz con espectrometría.

Unidad de estructuras tubulares formadas por moléculas situadas en el interior de las ciclodextrinas; en el ejemplo, la molécula interna de la ciclodextrina es 2,2'-(hidroxifenil)-4-metiloxazol. La configuración del enlace de hidrógeno determinará la frecuencia de absorción o emisión de la luz. La frecuencia depende de la molécula interna y de la estructura de la ciclodextrina.

En segundo lugar, algunas moléculas con enlaces de hidrógeno interno debido a la flexibilidad del enlace de hidrógeno pueden ser utilizadas en procesos biológicos en entornos concretos, como por ejemplo en los puntos de influencia de los fármacos, en forma de sonda, para estudiar la configuración de estos emplazamientos y en el caso de los fármacos, por ejemplo, para obtener información que permita aumentar su eficacia. Esta característica también les permite localizar moléculas dentro de estructuras moleculares tipo recipiente, como las ciclodextrinas. Estos recipientes, a su vez, pueden organizarse en forma de tubos interconectados y estas moléculas que contienen el enlace de hidrógeno existente en su interior pueden adoptar configuraciones especiales, pudiendo absorber y emitir luz a determinadas frecuencias, lo que puede servir para transmitir información a través de este tubo a través de la luz.

Finalmente, las técnicas utilizadas en el estudio de los enlaces de hidrógeno, los láseres de femtosegundo, pueden hacer visibles las reacciones químicas a lo largo de todo el periodo de desarrollo de la reacción, es decir, lo que está ocurriendo en todos los pasos de la reacción química. Hasta hace cincuenta años, en las reacciones químicas sólo se veían reactivos y productos. Luego hubo la posibilidad de ver a algunos intermediarios, pero estas técnicas también muestran estados de transición y toda la dinámica de la reacción química puede quedar expuesta.