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1 de Julio de 2014
Biología molecular

Aportaciones de la cristalografía a la medicina

De la comprensión de las armas moleculares de los patógenos al desarrollo de fármacos contra enfermedades infecciosas.

Estructura de un anticuerpo de 12.960 átomos. Esta proteína del sistema inmunitario consta de cadenas pesadas (naranja) y cadenas ligeras (morado). [CORTESÍA DE JUAN A. HERMOSO]

Tras el inesperado hallazgo de los rayos X por Wilhelm Conrad Röntgen a finales del siglo XIX, otro científico, Max von Laue, descubrió en 1912 que la interacción de esa extraña radiación con un cristal daba lugar a un patrón único. Ese patrón de difracción permitía, como vieron casi de inmediato William H. Bragg y su hijo William L. Bragg, la configuración espacial de los átomos o moléculas que componían el cristal [véase «El nacimiento de la cristalografía de rayos X», por John Meurig Thomas; Investigación y Ciencia, junio de 2013]. Comenzaba así la cristalografía estructural que revolucionaría en pocos años muchas ramas de la ciencia, como la física y química de la materia condensada, la biología y la biomedicina. Max von Laue recibió el premio Nobel en 1914 por ese hallazgo.

Cien años después, las Naciones Unidas han declarado el 2014 Año Internacional de la Cristalografía, con el propósito de reconocer el desarrollo imparable de esta disciplina, que ha resultado fundamental para el conocimiento de la estructura tanto de la materia inerte como de la materia viva. Buena prueba de su importancia la ofrece el hecho de que 29 investigadores han sido galardonados con el nóbel por sus trabajos en cristalografía; una larga lista que aumenta cada año y que demuestra la vitalidad de esta ciencia.

Penicilina: estructura y mecanismo de acción
En la lucha contra las enfermedades infecciosas causadas por virus y bacterias, la cristalografía ha sido, y sigue siendo, un aliado fundamental. El descubrimiento de la penicilina y su poder bactericida abrieron, por primera vez en la historia de la humanidad, el camino al control de las infecciones. Pero los intentos de Fleming para purificar y estabilizar la penicilina fracasaron. En julio de 1943, un grupo de químicos descubrieron por fin el ingrediente activo de la penicilina, una pequeña molécula de 27 átomos: 11 hidrógenos, 9 carbonos, 4 oxígenos, 2 nitrógenos y 1 azufre. Sin embargo, varias estructuras presentaban esa composición: ¿se trataba de la tiazolidin-oxazolona (un grupo de dos anillos de 5 átomos) o de la beta-lactama (un anillo de cuatro átomos fusionado con otro anillo de cinco)? La solución vendría de los estudios de cristalografía de rayos X.

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