Transporte de Señales Eléctricas en Microtúbulos: Una Aproximación Cuántica

Los microtubulos son estructuras fundamentales del interior de las celulas vivas. Son polimeros de proteina en forma de cilindros huecos cuyas dimensiones son del orden de los nm, a los que se les atribuye un papel central en varias funciones celulares, como el transporte de senales electricas. En este trabajo se presentan los resultados de un estudio de esta funcion desde la mecanica cuantica. Se supone que existen electrones libres que deben sobrepasar pozos de potencial cuadrados debidos a las estructuras de los dimeros y a la union entre estos. Se estiman valores de la energia que le permitan al electron sobrepasar el pozo. Se calculan los coeficientes de transmision y se demuestra que la energia es suficiente para que la senal recorra todo el protofilamento. El calculo de las resonancias que se presentan cuando el electron viaja a lo largo de un dimero valida el modelo utilizado. Este estudio sirve de base para complementar la aproximacion cuantica a otros fenomenos, tales como la coherencia y los efectos solitonicos en microtubulos. Microtubules are fundamental structures of the interior of living cells. They are protein polymers, hollow cylinders in shape, whose dimensions are of the order of nm, and are supossed to play a central role in several cell functions, such as the transport of electric signals. In this work, some results of a study of such a function from quantum mechanics are presented. It is supposed that there are free electrons that must surmount square potential wells due to the dimer structure and to the dimer junctions. Energy values that allow the electron to surmount the wells are estimated. Transmission coefficients are calculated and it is shown that the energy is enough for the electron to travel along the protofilament length. The resonance calculations that are present when the electron travels along a dimer validate the model used. This study forms the basis of a complement to some quantum mechanics approximation of other phenomena, such as coherence and solitonc effects in microtubules.