Un paso hacia delante de la cristalografía de rayos X, una nueva etapa: El Láser de Rayos X

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La cristalografía de rayos X nos ha permitido grandes logros ( ver post ” 100 años de una de las mayores innovaciones del siglo XX, La cristalografía de Rayos X “), pero tiene limitaciones:

  • Cuando se proyectan los rayos X sobre los compuestos orgánicos, pueden descolocar los átomos y sacarlos de su posición natural dentro de la estructura de la molécula.
  • Las grandes dosis de radición que son necesarias para analizar las moléculas, dañan la información que contienen. Este problema se puede solucionar en moléculas que forman grandes cristales bien ordenados, pero no en el caso de la mayor parte de las moléculas orgánicas.
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El sistema de cristalografía de láseres de rayos X puede superar estas limitaciones ya que somete a las estructuras que se quiere estudiar a intensos bombardeos de rayos X, pero en un periodo extremadamente breve, del orden de los femtosegundos (en un segundo hay mil billones de femtosegundos). De esta manera, es posible obtener la información necesaria para reconstruir la estructura natural de la molécula antes de destruirla.

De hecho, un grupo de investigadores, que publica sus resultados en la revista Nature, ha logrado por primera vez generar con láseres de rayos X un modelo 3D de la lisozima, una proteína que abunda en la clara del huevo, sin tener conocimiento previo de su estructura. Eso ha sido posible gracias al láser de rayos X LCLS del Laboratorio Nacional de Aceleradores (SLAC) y a un sistema de análisis de datos por ordenador que ha dado sentido a la información obtenida con el láser.

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Esto viene a demostrar, que los láseres de rayos X pueden desempeñar un papel de liderazgo en el estudio de muchas biomoléculas muy relevantes de estructura desconocida ya que puede permitir el estudio de cristales muy pequeños que hasta ahora quedaban fuera del alcance de la tecnología convencional de cristalografía de rayos X.

Nota 1: Diagrama de la configuración de cristalografía de rayos X básico en el láser de rayos X LCLS . Pulsos de rayos X ( naranja) golpea el nanocristales que está en un chorro de líquido , produciendo patrones de difracción que se recogen mediante un detector . (SLAC )

Nota 2: Representación 3 – D de una molécula de lisozima. Muestra dos átomos de gadolinio enlazados a él ja que los cristales de lisozima fueron remojados en una solución que contenia gadolinio para ayudar a mejorar la calidad de imagen. (SLAC)

Fuentes:

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