Foro. Actividad 1. El uso de los modelos electrostáticosFísica 1. Unidad 3
Facilitador: Julio Cesar Reyna Escaname
Alumna: Liliana Grisel López Jiménez
Foro. Actividad 1. El uso de los modelos electrostáticos
La ecuación de Poisson-Boltzmann y su aplicación en los
sistemas macromoleculares.
Para estudiar la estructura de una solución electrolítica, Debye y Huckel
en 1923, desarrollaron una teoría que consiste en calcular el potencial
electrostático promedio alrededor de un ión fijo. En esta teoría existen 3
componentes:
a) El modelo de la solución electrolítica
b) La ecuación de Poisson-Boltzmann:
c) Linealización de la ecuación de Poisson-Boltzmann
El comportamiento de las macromoléculas en solución, depende
fuertemente no sólo de la presencia del agua, sino del hecho de estar
inmersas en solución salina.
Este aspecto no despreciable, debido al carácter de largo alcance de las
fuerzas electrostáticas, hace que tengamos que tener en cuenta la
manera en que las cargas de los iones de sal se distribuyen en la solución.
Esto puede describirse mediante la Ecuación de Poisson-Boltzmann, la que
puede derivarse mediante una aproximación de campo medio al problema
mecánico estadístico completo del gas Coulombiano via el formalismo de
la función de Green
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La utilidad de la electrostática para el estudio de
sistemas biológicos.
La relevancia de estas interacciones es particularmente notable para las
moléculas con carga neta no nula, como es el caso del ADN y otros
polielectrolitos.
En los últimos años ha habido un interés renovado por la Electrostática en
la biología debido a tres factores básicamente:
1. el rol muy importante que juegan dichas interacciones en la
caracterización de las propiedades estructurales y funcionales de las
macromoléculas,
2. los avances en la resolución numérica de las ecuaciones básicas que
gobiernan estos fenómenos, y
3. el incremento del poder de cálculo que hizo factible crear herramientas
computacionales que implementen los algoritmos numéricos en tiempos
de cálculo razonables.
Muchas de las propiedades estructurales de las membranas (rigidez,
estabilidad, transición lateral de fase y dinámica) dependen
sustancialmente de las interacciones electrostáticas
Entre las macromoléculas existen interacciones no covalentes como las
electrostáticas.
La aplicación actual y sus posibles aplicaciones en la
salud, el medio ambiente y los alimentos.
La electrostática es utilizada para sustituir elementos que anteriormente
causaban contaminantes como producto de su degradación, en especial
los desinfectantes (para hoteles y hospitales), así como plaguicidas. Por
otro lado existen artículos como algunas pinturas (que es un compuesto
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de resinas sintéticas, endurecedores, aditivos, pigmentos y cargas. Los
porcentajes en los cuales estos se presenten, dará a la pintura las
características propias como lo son el color, la resistencia, la flexibilidad y
el acabado) que ya son de tipo electrostático. En los coloides (soluciones
de macromoléculas) también existe electrostática y estos están usados en
medicina.
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