Desarrollo de un Simulador de Oscilación Bioquímica Circadiana

El analisis y comprension de los procesos fisiologicos de los seres vivos, requiere del desarrollo e interaccion academica multidisciplinaria en investigacion cientifica basica, debido a la complejidad y la diversidad biologica de los individuos. Como ejemplo, en este caso se abordan los mecanismos cronobiologicos, ciclicos y circadianos, a nivel molecular. Estos mecanismos, generalmente estan basados en un sistema de oscilacion periodica diaria (~24 horas), adaptados a las fases dia-noche, regulados exogena, endogena y diferencialmente por los estimulos de luz-oscuridad. Algunas de las funciones biologicas, como el reposo, sueno, actividad, locomocion, metabolismo, apareamiento, desarrollo y envejecimiento, son reguladas por estos sistemas de relojes internos, que operan mediante cambios conformacionales proteicos postraduccionales. El primer mecanismo descrito de autorregulacion ritmica gen-proteina fue el modelo PER (period), caracterizado a detalle en el insecto Drosophila melanogaster (mosca de la fruta). En este trabajo se presenta el diseno y desarrollo de un simulador interactivo computacional, que reproduce el ritmo circadiano PER. El simulador llamado “OSCILAR-PER,” esta basado en el modelo propuesto por Goldbeter (1995), fue desarrollado en lenguaje Visual Basic®, version 5.0, para ambiente Windows®, de XP a Windows 10. Las ecuaciones cineticas que describen los mecanismos se resolvieron por metodos numericos. Con este programa se pueden reproducir los cinco tipos oscilatorios de PER, correspondientes a las curvas de concentracion en funcion del tiempo: del RNA mensajero de la proteina PER, la proteina PER desfosforilada, la PER monofosforilada, la PER bifosforilada y la curva de PER nuclear. Las curvas se pueden simular individual o simultaneamente. El software es una herramienta de apoyo didactico para la ensenanza-aprendizaje del tema.