Química combinacional para niños
La química combinacional es una forma muy rápida de crear o simular en computadora una gran cantidad de moléculas o materiales diferentes, pero que están relacionados entre sí por su estructura. Es muy útil en el diseño de nuevos medicamentos con ayuda de computadoras y se puede usar con programas en línea.
Contenido
¿Qué es la Química Combinacional?
La química combinacional es como tener una fábrica de moléculas muy eficiente. En lugar de hacer una molécula a la vez, esta técnica permite crear muchísimas moléculas al mismo tiempo. Imagina que tienes tres piezas diferentes (R1, R2 y R3) para construir un juguete. Si tienes varias opciones para cada pieza, puedes combinarlas de muchas maneras para hacer juguetes distintos. La química combinacional hace algo similar con las moléculas.
¿Cómo se crean tantas moléculas?
Si una molécula tiene, por ejemplo, tres puntos donde se pueden añadir partes diferentes, y en cada punto puedes elegir entre varias opciones, el número total de moléculas que puedes crear es enorme. Por ejemplo, si tienes 5 opciones para el punto 1, 4 para el punto 2 y 3 para el punto 3, podrías crear 5 x 4 x 3 = 60 moléculas distintas. ¡Y esto es solo con tres puntos!
Un poco de historia
Aunque la química combinacional se hizo muy popular en la industria en los años 90, sus ideas comenzaron mucho antes. En los años 60, un científico llamado Robert Bruce Merrifield investigó cómo construir péptidos (que son como pequeños bloques de proteínas) de una manera especial. Más tarde, en los años 80, otro investigador, H. Mario Geysen, mejoró estas técnicas.
Impacto en la búsqueda de medicamentos
La química combinacional ha sido muy importante para la industria que busca nuevos medicamentos. Los científicos que quieren mejorar un compuesto para que funcione mejor como medicina, crean una "biblioteca" de muchos compuestos parecidos. Gracias a los avances en la robótica, las empresas pueden producir más de 100 mil compuestos nuevos cada año.
Bibliotecas virtuales
Para manejar la enorme cantidad de moléculas que se pueden crear, los científicos usan "bibliotecas virtuales". Estas son listas creadas por computadora de todas las estructuras posibles de una molécula, usando todos los ingredientes disponibles. Una biblioteca virtual puede tener desde miles hasta millones de compuestos "virtuales". Luego, los científicos eligen un grupo de estos compuestos virtuales para crearlos de verdad, basándose en cálculos y criterios especiales.
Química Combinacional en Materiales
La química combinacional también se usa para descubrir nuevos materiales. A mediados de los años 90, científicos como Peter Schultz aplicaron estas técnicas para encontrar materiales que brillan. Aunque ya en los años 70 se había intentado algo similar, no existían las computadoras ni los robots necesarios para que fuera tan efectivo.
Esta técnica se ha usado mucho para crear:
- Materiales para catálisis (que aceleran reacciones químicas).
- Recubrimientos (como pinturas o capas protectoras).
- Materiales para la electrónica.
Manejar la gran cantidad de información que se produce con estos métodos es un desafío. Por eso, es fundamental usar herramientas informáticas adecuadas para organizar y guardar todos los datos.
Bibliotecas para la Diversidad
Aunque la química combinacional ha sido clave en la búsqueda de medicamentos por más de veinte años, solo un compuesto creado con esta técnica ha sido aprobado para uso clínico hasta ahora (el sorafenib, usado para el cáncer de riñón).
Los científicos han notado que las moléculas creadas con química combinacional a veces no son tan diversas como las que se encuentran en la naturaleza o las que ya son medicamentos aprobados. Por ejemplo, pueden faltarles ciertas características como la "quiralidad" (una propiedad de las moléculas que las hace ser como una mano izquierda y una mano derecha) o la rigidez estructural, que son importantes para que un medicamento funcione bien.
Por eso, ahora se están creando "bibliotecas orientadas a la diversidad". Estas colecciones de compuestos buscan cubrir un rango más amplio de formas y propiedades químicas, en lugar de solo crear un número gigantesco de compuestos. El objetivo es que las nuevas moléculas sean más parecidas a las que ya funcionan como medicamentos o a las que se encuentran en la naturaleza.
Véase también
En inglés: Combinatorial chemistry Facts for Kids
- Quimioinformática
- Modelado molecular
