Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales

Modelamiento molecular y análisis estructural de la variante I684S en la enzima TYK2 y su relación con la propensión a la psoriasis

Tue, 14 Feb 2023 00:00:00 +0000

La psoriasis es una enfermedad inflamatoria crónica inmunomediada en la que el eje IL-23/Th17 dirige el proceso patogénico. En la regulación del sistema inmunitario la propensión al desarrollo de la psoriasis en una población colombiana se asoció con la variante no sinónima I684S en TYK2. En el estudio funcional del efecto de la variante a nivel molecular, se hizo la modelación molecular de la enzima a partir de su secuencia primaria, lo que permite reconocer el plegamiento tridimensional y unificar así el modelo con las estructuras cristalizadas de las diferentes subunidades de la enzima que han sido reportadas como aisladas y sin conexión. Este modelo final se refinó utilizando dos programas y se seleccionó el mejor para la simulación posterior según la puntuación de los valores energéticos y estereoquímicos. La simulación molecular se hizo con el método semiempírico del programa Spartan 18’ y el campo de fuerza del Austin Model 1 para la región vecinal que incluye la posición 684 en donde se hizo el cálculo energético y de superficie electrónica bajo un enfoque mecánico cuántico. Los resultados evidenciaron que los modelos presentaron cambios tridimensionales a nivel topológico de la enzima TYK2 silvestre y la mutación I684S en los patrones del enlace de hidrógeno y en la estructura electrónica, con un aumento de la densidad electrónica en la mutación que favorece la fosforilación de quinasas en la transducción de la señal y la desregulación inmunológica.

La flor más grande conservada en ámbar

J. Orlando Rangel-Ch. — Tue, 14 Feb 2023 00:00:00 +0000

Análisis biomoleculares permiten nuevos conocimientos sobre el embalsamamiento egipcio antiguo

Carl Henrik Langebaek — Thu, 16 Feb 2023 00:00:00 +0000

De la inmunidad a la autoinmunidad: 10.000 años de evolución de la respuesta inmune en los seres humanos

Alberto Gómez Gutiérrez — Tue, 14 Feb 2023 00:00:00 +0000

La transparencia como estrategia adaptativa

Angela M. Mendoza-Henao — Tue, 21 Mar 2023 00:00:00 +0000

El Antropoceno, ¿debería ser una nueva unidad geológica de tiempo?

Carlos Jaramillo, Andrés Cárdenas, Germán Bayona — Mon, 30 Jan 2023 00:00:00 +0000

¿Y para qué dos mares?

José Tavera, Arturo Acero P. — Tue, 28 Mar 2023 00:00:00 +0000

Análisis DFT de fosforeno y fosforeno oxidado como materiales adsorbentes de Cu2+ a partir de una solución acuosa

Elizabeth Florez, Julián Correa — Mon, 20 Feb 2023 00:00:00 +0000

Se hizo un estudio sistemático utilizando la teoría de los funcionales de la densidad (DFT) para lograr una mejor comprensión del papel de la concentración de oxígeno en el fosforeno prístino durante la adsorción de Cu2+ en sistemas acuosos. La caracterización electrónica del fosforeno y del fosforeno oxidado se calculó a partir de la brecha de energía y la dureza química. Los resultados permitieron concluir que los sistemas oxidados presentaron una brecha de energía y una dureza menores que las del sistema prístino. Además, a medida que aumentó la concentración de oxígeno, estos valores decrecieron. La interacción del Cu2+ con las diferentes superficies se caracterizó utilizando cargas atómicas, el índice de enlace y espectroscopia fotoelectrónica de rayos-X (XPS). Los valores de la energía de adsorción indicaron que cuando el fosforeno está oxidado, la interacción con el Cu2+ fue más fuerte comparada con la de la superficie prístina. Asimismo, el aumento en la concentración de oxígeno mejoró las capacidades del fosforeno como adsorbente, lo cual se relaciona con la facilidad que tiene este sistema para la transferencia hacia el Cu2+ dados los reducidos valores de la brecha de energía y la dureza química. Nuestros resultados contribuyen a una mejor comprensión del efecto de la concentración de oxígeno en la superficie de fosforeno en la adsorción de Cu2+, lo que respalda la idea de que este tipo de materiales bidimensionales (2D) tiene uso potencial en la remoción de metales pesados de las aguas residuales.

Área climática adecuada para tres especies de Phlegmariurus (Lycopodiaceae) en Cuba: distribución potencial y áreas prioritarias para la conservación

Thu, 09 Feb 2023 00:00:00 +0000

El cambio climático constituye una amenaza para la biodiversidad. La distribución geográfica y la dimensión de sus efectos sobre los individuos y ecosistemas son inciertas, siendo los montañosos los más sensibles al clima. En la presente investigación se determinó el área climática potencial adecuada para Phlegmariurus acerosus, P. taxifolius y P. reflexus, especies que habitan en bosques subtropicales húmedos y muy húmedos y ostentan alguna categoría de amenaza debido a la fragmentación del hábitat y la disminución continua de sus poblaciones. Se elaboraron modelos de nicho climático con el programa MaxEnt empleando datos de ocurrencia y variables bioclimáticas. Los modelos resultantes fueron proyectados geográficamente de acuerdo con las condiciones climáticas actuales. Las proyecciones evidenciaron que las condiciones climáticas adecuadas para las especies se distribuyen en las montañas de Cuba oriental. El nicho climático potencial tuvo una probabilidad de presencia alta, así: de 250,66 km2 para P. acerosus, 393,42 km2 para P. taxifolius, y 232,40 km2 para P. reflexus. Las áreas protegidas consideradas prioritarias para la conservación son nueve para P. acerosus y P. reflexus, y cinco para P. taxifolius. Las proyecciones realizadas se determinaron a partir de la elevación y la temperatura estacional. A su vez, las áreas prioritarias para la conservación de las especies correspondieron a las áreas protegidas en los macizos montañosos de Nipe-Sagua-Baracoa y la Sierra Maestra, siendo este último el de mayor importancia para los taxones.

Primer registro de la estrella quebradiza Hemipholis cordifera (Echinodermata: Ophiuroidea) en Colombia, con algunas notas ecológicas

Tue, 07 Feb 2023 00:00:00 +0000

Se reporta por primera vez en Colombia la estrella quebradiza Hemipholis cordifera (Bosc,1802) de la familia Ophiactidae. Los especímenes fueron recolectados en aguas poco profundas de la bahía de Cispatá (Córdoba). Se incluye una breve descripción de la especie y anotaciones sobre su ecología y rango de distribución.

Estudio de las emisiones de radiación no ionizante en dos zonas de Xochimilco, Ciudad de México

Tue, 28 Mar 2023 00:00:00 +0000

El objetivo de este estudio fue estimar la contaminación electromagnética de radiofrecuencia (RF) y campo magnético (CM) durante un año registrando su intensidad cerca de escuelas, hospitales, locales comerciales y viviendas en una zona comercial y en otra residencial de Xochimilco, Ciudad de México. La RF y el CM se midieron utilizando un medidor EXTECH® EMF450. Los valores obtenidos de radiación no ionizante (RNI) en el medio ambiente se compararon con aquellos que, según algunos autores, afectan los sistemas biológicos tanto en humanos como en animales. Asimismo, se compararon los valores con los límites establecidos a nivel nacional e internacional. Los valores promedio más altos de CM y de RF en la zona comercial fueron de 6.38 μT y de 1316 μW/m2, respectivamente, en tanto que en el área residencial fueron de 5.08 μT y 66 μW/m2. Los valores registrados estuvieron por debajo de los límites permisibles a nivel nacional e internacional, sin embargo, se encontraron por encima del umbral que, según reportes de algunos autores, podría
desencadenar efectos adversos en la salud, aunque estaban dentro de los límites establecidos por la
International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP). Es necesario investigar
más al respecto, ya que aún no hay nada concluyente sobre este tipo de radiación y sus efectos.

La evolución, la percepción y los mecanismos cerebrales implicados en el atractivo facial: un análisis desde la Psicología Evolucionista

Danilo Zambrano — Thu, 09 Mar 2023 00:00:00 +0000

Tradicionalmente, las teorías sociales han explicado el atractivo facial como una característica cultural aprendida a través de los procesos de socialización. Sin embargo, la Psicología Evolucionista ha propuesto que hay rasgos del atractivo físico que son universales y que han sido influenciados por la selección natural y sexual, ya que indican la calidad reproductiva y de salud de quien los posee. La investigación en torno a las características faciales y sus implicaciones sociales es amplia. Este texto tiene como objetivo resumir tales esfuerzos desde una perspectiva evolucionista y explorar sus implicaciones sociales. Además, se brinda una síntesis de la evolución facial, se examinan los mecanismos cerebrales implicados en la percepción del atractivo facial y se discuten las teorías de la Psicología Evolucionista sobre los rasgos que hacen a una persona atractiva y por qué. Por último, el texto concluye con una serie de predicciones sobre futuros estudios del atractivo facial y comparte una serie de bases de rostros que pueden ser utilizadas para la investigación y el desarrollo de tesis tanto de pregrado como de posgrado.

Estimación de valores máximos razonables de temperatura, para comparaciones de estabilidad entre fases sólidas a altas presiones. Casos de estudio: carbono, oxígeno y flúor

Javier A. Montoya, Beatriz H. Cogollo-Olivo — Fri, 24 Feb 2023 00:00:00 +0000

En sólidos, la aproximación cuasi-armónica tiende a ser válida en un amplio rango de temperaturas, que aumenta conforme se aplica mayor presión al sistema y su máximo puede exceder ampliamente la temperatura de fusión. Cobra entonces relevancia desarrollar criterios que restrinjan la temperatura bajo la cual es razonable realizar comparaciones teóricas de estabilidad entre fases sólidas, sin incurrir en los altos costos computacionales necesarios para el cálculo preciso de la línea de fusión de cada una de ellas. Aquí reportamos que para cristales presurizados donde la aproximación cuasiarmónica es bastante confiable, el criterio fenomenológico de Lindemann es idóneo para estimar eficientemente las condiciones de presión y temperatura donde es probable que ocurra la transición desde las fases sólidas hacia el líquido. Cuantificando la desviación promedio de los átomos desde sus posiciones de equilibrio conforme aumenta la temperatura, en carbono a muy alta presión, fue posible determinar que la región de estabilidad de la fase sólida se circunscribe a una región del espacio de presión y temperatura ubicada bajo la curva que representa el 11% de desviación promedio de los átomos con respecto a las distancias interatómicas del material. Lo anterior proporciona un criterio aproximado pero confiable para sugerir el valor máximo de estabilidad de sólidos presurizados, el cual es relativamente simple de calcular representando al mismo tiempo una opción atractiva si no existen datos experimentales ni cálculos teóricos de fusión, o si estos no son concluyentes, situación que se aprovechó aplicando el criterio a los sistemas de oxígeno y flúor.

Cohomologa de Cĕch y Cuantización Topológica de Parámetros Físicos

Guillermo A. González — Mon, 30 Jan 2023 00:00:00 +0000

En este trabajo se revisa el procedimiento de cuantización topológica basado en la cohomología de Cĕch. Se muestra cómo el método de cuantización se fundamenta en la libertad de escogencia del Lagrangiano apropiado para una teoría de campos, a partir de una familia de Lagrangianos que difieren entre sí por un término igual a una derivada total, de tal manera que la teoría de cohomología de Cĕch proporciona el lenguaje matemático correcto con el cual catalogar la información necesaria para obtener condiciones de cuantización de parámetros físicos. Posteriormente, se aplica este método a la cuantización topológica del monopolo magnético y de la constante GN de la gravitación universal de Newton.

Estudio teórico de la estabilidad estructural y propiedades electrónicas de la perovskita Sr2MnSbO6

Mon, 06 Feb 2023 00:00:00 +0000

Las propiedades estructurales y electrónicas de la perovskita Sr2MnSbO6 en sus fases cúbica (Fm-3m) y tetragonales (I4m y P/4mnc) han sido determinadas usando el método de Ondas Planas Aumentadas y Linealizadas con potencial completo (FP-LAPW), dentro del formalismo de la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT). Los efectos de intercambio y correlación fueron tratados usando la aproximación de Gradiente Generalizado e incluyendo el termino de Hubbard (GGA+U), con el objeto de describir la fuerte repulsión electrónica in situ entre los electrones d-Mn localizados. La estabilidad estructural fue determinada ajustando los valores para la energía total, a la ecuación de estado de Murnaghan. Los valores para los parámetros estructurales están de acuerdo con resultados experimentales reportados en la literatura. El estudio de las propiedades electrónicas realizado mediante la representación de las densidades de estados para las dos polarizaciones de espín, muestra que el compuesto presenta un comportamiento semimetálico.

Modelado de procesos químicos desde un enfoque micro a uno macro: cerrando la brecha

Farid Chejne, Diego Camargo-Trillos, Hernán Álvarez, Juan C. Maya — Tue, 14 Mar 2023 00:00:00 +0000

Este trabajo trata sobre el modelado multiescala de procesos químicos. A pesar de la existencia de muy buenos modelos para procesos químicos desde el punto de vista macroscópico, estos pueden verse limitados por el uso de coeficientes de transporte y transferencia mal estimados que reducen la precisión para un buen desarrollo tecnológico. Incluso si los modelos se basan en relaciones fundamentales, existe una conexión poco clara entre su coeficiente de transporte y la dinámica molecular. Los modelos microscópicos pueden modelar varios fenómenos con extrema precisión, que tuvieron lugar en tamaños atómicos o moleculares. Sin embargo, se necesita mucho tiempo de cálculo para crear un vínculo entre la microescala y la macroescala. Por tanto, la forma de vincularlos no es directa y se estudia con detalle en este trabajo.

Fenómenos interfaciales en multicapas y superredes magnéticas: revisión y perspectivas

María Elena Gómez, Lorena Marín, Carlos William Sánchez, Juan Gabriel Ramírez — Tue, 28 Mar 2023 00:00:00 +0000

En las últimas ocho décadas la comprensión de los mecanismos físicos que ocurren en la superficie límite entre dos materiales diferentes ha estado en constante evolución. Su interés radica en la ruptura de la simetría cristalina y la reducción de la coordinación atómica, las cuales producen modificaciones en el tipo y la ocupación orbital de los átomos en la interfaz. El estudio de los fenómenos interfaciales dio inicio a la ciencia de superficies, cuyo avance ha sido significativo en la medida en que aparecen nuevas y sofisticadas herramientas, tanto para la fabricación controlada de interfaces, como para la caracterización en el rango de la monocapa atómica. El interés se ha centrado no solo en el estímulo científico si no en el tecnológico, sobre todo en el contexto de los dispositivos electrónicos y, más recientemente, en una amplia gama de aplicaciones interdisciplinarias, como las biointerfaces, los detectores y actuadores ultrasensibles de última generación y el mejoramiento de las propiedades tribológicas. En este trabajo presentamos, primero, un contexto histórico de los diferentes fenómenos interfaciales que han ido surgiendo y su influencia en las propiedades que exhiben donde quiera que hay una interfaz, como en el caso de junturas, multicapas y heteroestructuras. Presentamos, asimismo, los avances en los sistemas de superredes magnéticas de importancia en el mejoramiento de la densidad de información de los discos duros, y discutimos sobre los estados interfaciales electrónicos y magnéticos y las nuevas funcionalidades en las interfaces de heterojunturas basadas en óxidos complejos. Por último, resaltamos algunos avances y perspectivas en el campo de la ciencia de superficies.

Ancestros en Biología Evolutiva, pensamiento lineal sobre árboles ramificados

Ivonne J. Garzón- Orduña — Mon, 27 Mar 2023 00:00:00 +0000

Comparación numérica de métodos tipo Newton generalizado y el algoritmo extragradiente para el problema de complementariedad no lineal

Favián Arenas-Aparicio, Diego Zambrano V — Tue, 07 Feb 2023 00:00:00 +0000

En este artículo realizamos una comparación numérica de dos métodos tipo Newton generalizado, que utilizan las funciones de complementariedad mínimo y Fisher - Burmeister, respectivamente y un método que utiliza proyecciones llamado algoritmo extragradiente. Dado que el problema de complementariedad no lineal es de gran interés para muchos investigadores por sus numerosas aplicaciones en Ingeniería y Física, presentamos un estudio numérico comparativo que permita elegir uno de los métodos según la necesidad.

Alfred Russel Wallace: el evolucionista controversial

Felipe Guhl - Nannetti — Wed, 15 Mar 2023 00:00:00 +0000