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Modelado del efecto de un campo magnético externo en el ATP Sintasa

Resumen

La producción de ATP al interior de la mitocondria es un proceso fundamental para la vida, teniendo en cuenta que esta molécula cumple la función de proveer a la célula de energía para cualquiera de sus funciones. Por esta razón, los procesos intracelulares dependen en gran medida de la producción de esta molécula y, en consecuencia, del funcionamiento correcto del complejo enzimático ATP − Sintasa. En la literatura científica se han reportado estudios sobre la producción de ATP, encontrando que la baja producción de esta molécula afecta el funcionamiento de la célula, alterando su comportamiento y, en caso de organismos pluricelulares, repercutiendo sobre el tejido al que están asociadas. En el caso de los seres humanos, se ha observado que las concentraciones anómalas de ATP en células del tejido nervioso o cardíaco, presentan relación con el desarrollo de enfermedades neurodegenerativas y del corazón, respectivamente. Actualmente, el modelo propuesto para la ATP − Sintasa plantea que se divide en dos estructuras, un rotor y un estator. En el estator se produce la síntesis de ATP y el rotor le provee de la energía requerida, por medio del transporte de protones a través de la membrana mitocondrial interna, como consecuencia de un gradiente de concentración. Algunas investigaciones han propuesto el análisis de este proceso por medio de potenciales termodinámicos, siendo la energía libre de Gibbs el más comúnmente usado para estas descripciones. En este proyecto de investigación, se analizó el balance de energía en este complejo molecular, así como el impacto que tiene la presencia de campos magnéticos externos sobre la síntesis de ATP, considerando que el transporte de protones genera un campo magnético que podría interactuar con los átomos y moléculas al interior de la matriz mitocondrial. Lo anterior se realizará por medio de un script Python, para graficar los campos magnéticos producidos por el rotor, así como su interacción con los campos externos. Los resultados observados permiten inferir la posibilidad de utilizar campos magnéticos para transportar las moléculas requeridas para la síntesis de ATP, influyendo en su producción y, por consiguiente, en sus concentraciones en la célula.