Autoensamblaje

Autoensamblaje es la organizacin, reparacin o fa-bricacin de un sistema o estructura sin que el ser hu-mano intervenga en este proceso. En la naturaleza se pre-senta autoensamblaje en muchas escalas, principalmenteen la reparacin de tejidos orgnicos, la fabricacin denanosistemas orgnicos e incluso la aparicin de nuevosorganismos; en consecuencia el estudio del autoensam-blaje es tan importante para el hombre porque con di-cho estudio se podr dar respuesta a una serie de cues-tionamientos relacionados con el origen de la vida y ladependencia de la vida misma a este proceso tpico delos organismos y sistemas biolgicos. Los inicios del es-tudio del autoensamblaje estn relacionados con la apli-cacin de la qumica orgnica en las interacciones mo-leculares a distintas escalas, lo que conlleva a que actual-mente se encuentren importantes y fructferos avances enel autoensamblaje molecular. Para la Fsica, la Biologa yla Qumica el autoensamblaje es un rea de estudio cien-tco que presenta altsimas expectativas, ya que si se am-pla el conocimiento humano en este campo, se encontra-ran diversas aplicaciones en sistemas inorgnicos creadospor el hombre, relacionados con la electrnica, la compu-tacin, la robtica e incluso la medicina.

1 Tipos de autoensamblajeDiversos estudios cientcos concuerdan en que hay dostipos de autoensamblaje; El autoensamblaje esttico y elautoensamblaje dinmico. La mayora de estudios, avan-ces y publicaciones se presentan en el autoensamblaje es-ttico, ya que de los dos procesos mencionados anterior-mente, es el ms sencillo y posiblemente el ms fcil deimitar en sistemas inorgnicos. El autoensamblaje estti-co consiste en la reparacin o reorganizacin de sistemasy estructuras sin presentar prdida de energa hasta alcan-zar un equilibrio. Para generar un sistema ordenado pormedio de un autoensamblaje esttico, se necesita inicial-mente un poco de energa, que posteriormente al haberseformado dicho sistema se estabiliza y se conserva, pe-ro dicha energa inicial no presenta disipacin durante elproceso de reparacin o reorganizacin. Algunos ejem-plos de autoensamblaje esttico en la naturaleza son: loscristales moleculares y las protenas globulares.El proceso de autoensamblaje dinmico es completamen-te opuesto al autoensamblaje esttico, ya que ocurre laorganizacin o reparacin de estructuras y sistemas ni-camente si durante el proceso hay disipacin de energa,aunque nalmente tambin se alcanza un equilibrio. Los

estudios y descubrimientos en autoensamblaje dinmicoestn en su etapa primaria. Los sistemas que presentan au-toensamblaje dinmico son muy complejos y difciles dedetectar sin instrumentos de alta precisin y resolucin.Algunos ejemplos de autoensamblaje dinmico en la na-turaleza son: las distintas interacciones que presentan lasclulas biolgicas, la reparacin y organizacin de teji-dos y la divisin celular. Los dos tipos de autoensambla-je pueden suministrar informacin acerca de los procesosde organizacin y reparacin de sistemas y estructuras adistintas escalas y con ello encontrar una posible aplica-cin en la tecnologa a una escala nanomtrica (ya que lafabricacin de tecnologa a escalas muy pequeas es muycostosa y dispendiosa con los mtodos tradicionales), esdecir que suministran informacin codicada acerca dela interaccin de los componentes de los sistemas que seautoensamblan con el n de modelar este proceso e in-tentar su posterior repeticin en un sistema creado porel ser humano.Para conocer el proceso de autoensambla-je a la perfeccin, se debe de estudiar las caractersticasdel sistema o estructura donde ocurre, se debe analizar laposicin del sistema, el equilibrio ltimo alcanzado, po-sibles alteraciones y repulsiones, movimientos, las posi-bles uctuaciones generadas por el medio donde ocurreel proceso, las fronteras de reaccin, los componentes in-volucrados, la interaccin entre estructuras y los posiblesdefectos y errores generados al nal del proceso. Para queun sistema que se autoensambla realice un proceso sa-tisfactorio, ste (sin importar que sea un autoensambla-je esttico o un autoensamblaje dinmico) debe alcanzarun equilibrio. Si el sistema no logra un equilibrio se pue-de presentar defectos, modicaciones o alteraciones quepueden ser perjudiciales para el sistema.

2 Enfoque de los estudios actualesen autoensamblaje

Los estudios actuales se enfocan en el autoensamblaje di-nmico, ya que la mayora de retos que se han trazado loscientcos estn relacionados con sistemas dinmicos. Elproceso que genera la vida y la vida en s, implican gas-tos de energa, esto justica la actual inclinacin de lainvestigacin cientca. Al estudiar este tipo de autoen-samblaje se conocer casi a la perfeccin, cada uno delos funcionamientos, interacciones y procesos realizadospor las clulas y los sistemas que la conforman e incluso,se aclararan todas las dudas presentes hoy en da acer-ca de la relacin del proceso de divisin celular con las

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2 5 REFERENCIAS

reacciones qumicas. La dicultad que se presenta al es-tudiar el autoensamblaje en las clulas biolgicas radicaen que es imposible intervenir el sistema sin que las fun-ciones y las interacciones de cada uno de los componentesque participan en el proceso se afecten. Las aplicacionespresentes y futuras del estudio del proceso de autoensam-blaje estn relacionadas con la miniaturizacin de todaslas herramientas tecnolgicas. En la robtica los costosde produccin de nanomquinas inteligentes se reducirnen comparacin con los mtodos tradicionales de fabrica-cin. En nanociencia se podrn reproducir en un laborato-rio (de manera articial) los procesos de autoensamblajey autorreparacion que presentan los sistemas biolgicos.En la microelectrnica se encontrar si hay algn tipo derelacin entre el comportamiento del sistema nervioso detodo ser vivo con los microsistemas conductores creadospor el hombre; con este estudio se desea aplicar el com-portamiento de las neuronas, los neurotransmisores y elimpulso nervioso en la electrnica y la posible implemen-tacin de sistemas microelectrnicos en el cerebro. Hoyen da se ha podido aislar una neurona y conectarla conun nanootubo conductor, lo que indica que si es posibleque algunos componentes biolgicos puedan interactuarcon componentes articiales sin alterar su funcionamien-to. En la computacin y tecnologa de entretenimientose quiere reproducir la autorreparacin y la reorganiza-cin de algunos tejidos biolgicos en microcomputado-res, sensores y controladores, con el n de que algunosde estos dispositivos, se autorreparen cuando sufran al-gn golpe o descompostura e incluso que dichos disposi-tivos puedan ensamblarse de forma autnoma cuando seles aplica una modicacin o remodelacin. En medici-na se analizar los problemas presentes en los desrdenesgenticos relacionados con la descontrolada divisin ce-lular, con el n de encontrar una solucin econmica yproductiva a dicho problema.

3 El papel de las ciencias en el estu-dio del autoensamblaje

El estudio del proceso del autoensamblaje no le competenicamente a la biologa. Para un desarrollo efectivo senecesita de la qumica, la fsica, la ingeniera y la mate-mtica. La qumica debe estudiarlas reacciones qumicaspresentes en los procesos biolgicos de los sistemas quese autoensamblan, la biologa debe estudiar el impactoque conlleva la intervencin humana en los sistemas querealizan este proceso, la fsica junto a la ingeniera y lamatemtica deben observar el comportamiento del sis-tema que se autoensambla as como el comportamientode los componente de dicho sistema, con el n de crearun postulado terico-matemtico que represente el fen-meno a la perfeccin, para despus recrear este procesode manera articial. Hoy en da el conocimiento humanocuenta con planteamientos matemticos, avances tecno-lgicos y teoras fsicas que facilitan el estudio del auto-

ensamblaje a distintas escalas, por lo cual la aplicacindel estudio de este proceso biolgico en la robtica, lamedicina y la computacin es inminente.

4 Vase tambin Autoagregacin de Anlos Autoagregacin en las Clulas Aplicaciones de Autoagregacin Autoensamblaje molecular

5 Referencias George M. Whitesides* and Bartosz Grzy-

bowski: Self-Assembly at All Scales,Science295, 2418 (2002), DOI: 10.1126/scien-ce.1070821,Department of Chemistryand Chemical Biology, Harvard univer-sity,Cambrige,MA02138,USA

36 Texto e imgenes de origen, colaboradores y licencias6.1 Texto

Autoensamblaje Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Autoensamblaje?oldid=80156433Colaboradores:Dhidalgo,Mateus RM, Jmvgpart-ner, PaintBot, Copydays, Cainite, Pw.diaz254, Humbefa, MerlIwBot, UAwiki, Acratta, Addbot y Annimos: 1

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