Vida en nuestro kernel…

Dedico este artículo a mi hermana Ana, a quien siempre he admirado, entre otras muchas cosas, por su innata habilidad académica.

Para la realización de este post he utilizado un sistema Ubuntu 10.04 LTS Lucid Lynx con entorno GNOME2.

Después de realizar un análisis de software químico, donde expuse una cantidad limitada de repositorios moleculares y cristalográficos, he de confesar que la afirmación, realizada en aquel post, de una gran base de datos científicos y técnicos de dominio público, no se refería a esos escasos enlaces.

La razón de no exponer, en ese momento, estos conceptos que me han llevado a realizar este segundo post sobre software y ciencia pública, es que la longitud hubiera resultado exagerada.
De hecho, tengo pendiente un artículo que complementa las utilidades químicas en el software libre, pero con sabor KDE, dado que Kalzium, reúne en un solo paquete, la mayor parte de las utilidades vistas en el entorno GNOME.

Quiero volver a disculparme con vosotros por cualquier absurdo o error técnico realizado durante el artículo. No existe intención alguna y se debe a mis limitaciones académicas.
Mi propósito es mostraros el potencial de estos conceptos y si así resultara, mi satisfacción sería plena.

Vayamos a la idea inicial que me llevo a realizar estos artículos sobre software científico.
Tal y como reseñe en el anterior post, el Premio Nobel de Química 2013, se fundamenta en el desarrollo de modelos tridimensionales, que facilitan el estudio de procesos químicos imposibles de visualizar con métodos más convencionales.
Quise empezar por el principio, y por la esencia de lo que somos, elementos químicos.
Más concretamente, elementos orgánicos (basados en carbono), pero la vida no es tan simple, ni mucho menos…
Como muñecas matroska, la vida se complica cuando subimos a capas superiores. Y estos elementos orgánicos, se reúnen a su vez, en macromoléculas biológicas que conforman nuestra estructura.
Este vídeo detalla esa complejidad de enlaces cuando hablamos de dichas macromoléculas:

EPIDEMIA DE PINGÜINOS. PANDEMIA DE ÑUS…

En la década de los 70, casualmente cuando este Premio Nobel empezó a gestarse, otros científicos vieron posibilidades en la globalización ofrecida por Internet, y promovieron la creación de una gran base de datos que reuniera los conocimientos adquiridos de las proteínas y ácidos nucleicos, ladrillos de un edificio llamado vida.
De la misma manera que en una colonia de termitas o una colmena de abejas, el esfuerzo conjunto del grupo puede llegar a ser superior a la suma de sus individuos.

Tres son los continentes que aportan su ciencia a esta base, que empezó con 7 estructuras y, 40 años después, cuenta con un número superior a 96000 aportaciones.
Asia, Europa y América; eligiendo como portavoces a Japón, Gran Bretaña y Estados Unidos, trazan un triángulo que contiene un gran volumen de biólogos y bioquímicos, con sus laboratorios y aparatología, y lo más importante, su inteligencia y esfuerzo sincronizados.
Juntos conforman Worldwide Protein Data Bank, un banco que nada tiene que ver con las finanzas, y sin embargo, alberga una maravillosa riqueza.
Si esto resulta interesante, termina fascinando la decisión de ampliar esta telaraña al mundo entero. Esta biblioteca es de dominio público, y cualquiera con acceso a internet y las herramientas adecuadas puede disfrutar de su contenido.

Como curiosidad, expongo este gráfico donde muestra la tendencia de crecimiento de esta base:

CrecimientoPDB

Tendencia en el crecimiento de Protein Data Bank

Será casualidad, pero el crecimiento de aportaciones sube de manera exponencial, en unos años donde se estaba afianzando el mayor proyecto colaborativo de software con un pingüino por mascota.
Quizás no tenga nada que ver, o quizás si, quien sabe…

Diversas instituciones con sus respectivas webs, forman parte de este conglomerado biológico digital, pero vamos a centrar nuestra atención solamente en una página, puesto que en realidad, los datos a los que accedemos son similares y se encuentran sincronizados.
Si definimos nuestra búsqueda en Google con el termino Protein Data Bank, el motor nos muestra los siguientes resultados:

protein data bank - Buscar con Google - Mozilla Firefox_001

Búsqueda del termino Protein Data Bank en Google

No tenemos la necesidad de desplazarnos más lejos en nuestros resultados, veamos que nos ofrece esta página: RCSB Protein Data Bank.

RCSB Protein Data Bank - RCSB PDB - Mozilla Firefox_002

Home RCSB Protein Data Bank

En la parte inferior izquierda de la página, encontramos un apartado de ayuda que nos facilitará la navegación y nos explicará las posibilidades de la web.

RCSB Protein Data Bank - RCSB PDB - Mozilla Firefox_003

Sección Help en RCSB Protein Data Bank

A modo de resumen, veamos una manera de navegar entre esta extensa base. En la parte superior de la web, observamos la siguiente imagen que podemos pulsar:

RCSB Protein Data Bank - RCSB PDB - Mozilla Firefox_004

Detalle PDB-101 en Home RCSB Protein Data Bank

Esta acción nos desplazará a la siguiente pantalla, donde encontramos categorizadas de la siguiente manera las distintas macromoléculas biológicas:

Categorías de RCSB PDB-101

  • Síntesis de proteínas (Protein Synthesis)
  • Enzimas (Enzymes)
  • Salud y enfermedad (Health & Disease)
  • Energía biológica (Biological Energy)
  • Infraestructura y comunicación (Infraestructure & Communication)
  • Biotecnología y Nanotecnología (Biotechnology & Nanotechnology)
RCSB PDB-101 - Mozilla Firefox_005

RCSB Protein Data Bank PDB-101

Pulsando sobre ellas, nos mostrará las macromoléculas biológicas que engloban la categoría elegida, realicemos el ejemplo con la subcategoría Salud y Enfermedad (Health & Disease):

RCSB PDB-101 - Mozilla Firefox_006

Sección Salud y Enfermedad RCSB Protein Data Bank PDB-101

Como podemos observar, esta subpágina está dividida a su vez, en otras subcategorías, para facilitarnos aún más la labor de búsqueda. Veamos que nos ofrece la sección de Virus (Viruses):

RCSB PDB-101 - Mozilla Firefox_007

Sección Virus en RCSB Protein Data Bank PDB-101

En el cuerpo de esta web, podemos desplazarnos por los distintos modelos de virus desde dos vías diferentes:

RCSB PDB-101 - Mozilla Firefox_008

Modos de selección en RCSB Protein Data Bank PDB-101

Indistintamente de la vía que usemos, nos aparecerán los enlaces para ese grupo biológico macromolecular:

Lista desplegable virus

Detalle lista desplegable de virus

Ventana movil virus

Detalle selección de virus en RCSB Protein Data Bank PDB-101

Escojamos la primera opción, Adenovirus, y realicemos un breve vistazo a la información proporcionada:

Informacion adenovirus

Artículo Molécula del Mes en Adenovirus

El artículo es una reseña descriptiva e informativa de este grupo de virus. Mensualmente, las instituciones que gestionan Protein Data Bank, dedican un artículo o extienden la información disponible de un grupo macromolecular en lo que ellos denominan Molécula del mes (Molecule of the Month). Al escoger un grupo en particular, nos aparece el artículo Molécula del mes dedicado al grupo seleccionado, en el caso de los Adenovirus tuvieron su dedicatoria en diciembre de 2010.
Dicho tipo de virus, que atacan a aves y mamíferos, son muy interesantes y paralelamente peligrosos. Suelen atacar las vías respiratorias, pero son una herramienta poderosa en la terapia genética al ser usados como vectores de transporte genéticos.
Desglosemos esta información en partes más asequibles. En la parte superior nos ofrece la posibilidad de descargarnos el artículo en formato de libro electrónico (*.epub):

RCSB PDB-101 - Mozilla Firefox_009

Descarga del artículo en formato .epub

Bajando a través de la descripción e información variada sobre este tipo de macromolécula, encontramos dos imágenes representativas de dicha estructura, junto con la posibilidad de descarga en alta calidad (*.tiff):

RCSB PDB-101 - Mozilla Firefox_010

Detalle imagen en artículo Adenovirus

RCSB PDB-101 - Mozilla Firefox_011

Detalle imagen en artículo Adenovirus

Si continuamos desplazándonos por la página, llegamos a la zona de visualización tridimensional en la propia web, necesitaremos el complemento JAVA oficial para poder disfrutar de esta característica en nuestro navegador.

RCSB PDB-101 - Mozilla Firefox_012

Detalle visualizador tridimensional en Adenovirus

RCSB PDB-101 - Mozilla Firefox_013

Error plugin de Java en Mozilla Firefox

Desconozco si en versiones más recientes de IcedTea y OpenJDK es preciso realizar esta operación, en Ubuntu 10.04 LTS Lucid Lynx no son capaces de gestionar este visualizador JAVA on-line: Jmol, que por supuesto, es de código abierto.
En el caso de que OpenJDK y IcedTea no fueran capaces de gestionaros Jmol, el problema se soluciona de la siguiente manera.
Aunque Firefox nos ofrece la instalación del plugin, en realidad, nunca sucederá. Hace tiempo que Canonical decidió retirar de sus repositorios el paquete JAVA oficial de Oracle.
Añadimos un repositorio que si contiene estos paquetes:

:~$ sudo add-apt-repository ppa:webupd8team/java

seguidodoblado@netbook: ~_014

Añadir repositorio en Gnome Terminal

Una vez añadimos el repositorio, actualizamos el equipo, para recargar nuestras fuentes de software:

:~$ sudo apt-get update

seguidodoblado@netbook: ~_015

Actualización de software en Gnome Terminal

Cuando se haya finalizado la instalación del repositorio, podremos disponer del paquete necesario para solucionar nuestro problema, con nuestro gestor de software preferido:

Gestor de paquetes Synaptic _016

Instalación de paquete Oracle JAVA

Como podéis observar, el repositorio está muy actualizado, tiene disponible la última versión de JAVA. Pero he preferido instalar la anterior para asegurarme estabilidad.
Una vez hayamos instalado el paquete oficial, lo podemos comprobar (en Ubuntu Lucid), desde la ruta Sistema -> Preferencias:

Menú_017

Sistema -> Preferencias

Seguros entonces, de su correcta instalación, volvemos a dirigirnos a nuestro navegador web, que deberemos reiniciar, para observar si nuestra operación ha resultado efectiva:

RCSB PDB-101 - Mozilla Firefox_018

Inicio del plugin JAVA en Mozilla Firefox

Advertencia de Seguridad_019

Advertencia de seguridad JAVA

RCSB PDB-101 - Mozilla Firefox_020

Visualizador Jmol en nuestro navegador web

A partir de este punto, podemos visualizar la estructura de cuatro cadenas proteínicas en un Adenovirus desde nuestro propio navegador:

Jmol en Firefox

Visualización tridimensional en Jmol

Como último comentario sobre Jmol, añadiré que, además de servir como applet en un navegador, puede funcionar como paquete de escritorio independiente.
Veamos como hacerlo:
Descargamos desde este enlace, el paquete comprimido *.zip.
Descomprimimos el paquete y movemos la carpeta resultante a nuestra ruta /opt, sitio especialmente diseñado en las distribuciones GNU/Linux para poder alojar software adicional. Esta ruta debe poseer permisos de ejecución con nuestro usuario para su correcto funcionamiento.

- - Navegador de archivos_021

Carpeta /opt en directorio raíz

opt - Navegador de archivos_022

Carpeta jmol dentro de la ruta /opt

Dentro de la propia carpeta, el archivo jmol.sh, al que concederemos permisos de ejecución como programa, es nuestro acceso directo para iniciar este paquete.

jmol-14.0.1_2013.12.04 - Navegador de archivos_031

Archivo .sh ejecutable dentro de la carpeta jmol

Menú_024

Menú contextual del archivo jmol.sh

Propiedades de jmol.sh_032

Propiedades -> Permisos de jmol.sh

Como último paso, y haciendo uso de Alacarte, junto con una imagen descargada (para su utilización como icono), realizamos nuestro acceso en la ruta Ciencia -> Jmol:

Menú_026

Preferencias -> Alacarte

Menú principal_027

En Alacarte nos dirigimos a la sección Ciencia y añadimos un elemento nuevo

Crear lanzador_028

Ventana Crear Lanzador en Alacarte

Crear lanzador_029

Rellenamos los datos pertinentes, añadimos el icono y la ruta hacía jmol.sh

El aspecto final en nuestro menú será algo similar a esto:

Menú_030

Ciencia -> Jmol

Y esta es la manera en que se nos presentará Jmol como programa de escritorio:

win0_033

Inicio de Jmol

0.0: _034

Jmol

No me voy a extender mucho más con este paquete, puesto que quiero enseñaros un visualizador nativo para nuestras distribuciones, con el que podremos disfrutar de un estudio y una perspectiva en macromoléculas biológicas, que nada tiene que envidiar a Jmol.

En nuestra página web, usada como ejemplo, finalizan la información del artículo con una bibliografia y lo más importante las estructuras definidas por los científicos dentro de esa subcategoría macromolecular:

RCSB PDB-101 - Mozilla Firefox_035

Detalle bibliografía en artículo de Adenovirus

RCSB PDB-101 - Mozilla Firefox_036

Detalle estructuras en artículo Adenovirus

Hasta el momento, hemos podido visualizar un modelo tridimensional molecular, pero no representaba ninguna molécula en particular, sencillamente era la estructura común de todos los Adenovirus con cuatro cadenas proteínicas.

BUSCAR UNA AGUJA EN UN PAJAR…

Si queremos buscar una macromolécula en particular, debemos definir la búsqueda en la base de datos de Protein Data Bank, con su número ID.
El concepto de ID es básico en cualquier base de datos, es el número identificativo e inequívoco de cualquier objeto que forme parte de esa base. Con su uso se evita confusiones, duplicaciones o errores.
En realidad, dentro del artículo hacen referencia a estos códigos en varias ocasiones:

RCSB PDB-101 - Mozilla Firefox_037

Detalle códigos PDB ID en artículo Adenovirus

RCSB PDB-101 - Mozilla Firefox_038

Detalle códigos PDB ID en artículo Adenovirus

Esos códigos alfanuméricos sirven como nombre para la macromolécula biológica dentro de Protein Data Bank, pero no tienen significado alguno, están asignados arbitrariamente por orden cronológico de entrada en esta gran base de datos, y no mantienen ninguna lógica con el nombre real o el tipo de macromolécula.

Entonces, si no tiene significado alguno… ¿cómo podemos buscar macromoléculas biológicas individuales y particulares?
De varias maneras, en primer lugar y como ya hemos podido observar, en los propios grupos estructurales categorizados ya hacen referencia, a dicho códigos ID, en varias ocasiones, dentro de su contexto informativo.
Pero si no queremos profundizar tanto, la propia Home de la página web, nos aporta una efectiva herramienta de búsqueda en su parte superior:

RCSB Protein Data Bank - RCSB PDB - Mozilla Firefox_039

Detalle barra búsqueda en RCSB Protein Data Bank Home

Busqueda macromolecular definida

Ejemplo de búsqueda de macromoléculas

O podemos utilizar otros criterios, detallados en la parte media de la web, para ir afinando nuestra búsqueda en particular:

RCSB Protein Data Bank - RCSB PDB - Mozilla Firefox_040

Detalle criterio filtros en RCSB Protein Data Bank Home

Estos criterios irán acotando las macromoléculas según vayamos seleccionándolos.
Definiendo un organismo, tipo de exploración de la macromolécula, tipo de polímero y clasificación enzimática, el número de estructuras biológicas se irá reduciendo en gran volumen y la búsqueda se tornará más fácil.

Un ejemplo como muestra…
Quiero encontrar una macromolécula exclusivamente presente en el ser humano, analizada bajo microscopio electrónico, además de ser una proteína y NO un ácido nucleico, finalizando con una simetría helicoidal:

RCSB PDB - Query Results - Mozilla Firefox_041

Ejemplo de filtros en búsqueda de macromolécula

¿Cuantas macromoléculas biológicas cumplen todas estas condiciones dentro de nuestra base superior a 96000 registros?
Pues concretamente 3

Selección_042

Ejemplo de búsqueda por filtros

Selección_043

Ejemplo de búsqueda por filtros

Selección_044

Ejemplo de búsqueda por filtros

Con esto quiero demostrar que la búsqueda de una macromolécula biológica presente en Protein Data Bank, no resulta tan complicada, una vez se adquiere algo de practica.
Además tenemos que tener en cuenta, que el número total de estructuras tridimensionales representadas no hacen referencia a macromoléculas distintas, muchas de ellas son versiones mejoradas (por cambio de tecnología en el análisis o mejoras en el anteriormente utilizado) de la misma macromolécula.
Mayoritariamente, las tecnologías de análisis para el desarrollo de estos modelos son cuatro:

Tipos de análisis utilizados

Cada una de estas técnicas aporta nuevos datos estructurales de la macromolécula estudiada, y esto debe reflejarse en la base de datos.
Dada la gran dificultad que requiere esta operación, es decir, modelar unas estructuras a escalas tan ínfimas, cada avance realizado en una macromolécula particular resulta en una nueva entrada de la estructura mejorada.
Una muestra de este suceso:

Selección_045

Detalle de modelo macromolecular

Selección_046

Detalle de modelo macromolecular

Si nos fijamos en los códigos PDB ID de estas dos estructuras, observamos que son la misma macromolécula con un cambio en la técnica analítica utilizada. Por ello, sus códigos ID, son correlativos.
Continuemos con nuestro ejemplo anterior, después de este paréntesis en los distintos métodos de búsqueda definida, desde la parte final en nuestro artículo Molécula del mes en los Adenovirus.
Esta parte nos enlaza directamente con cualquier estructura relacionada dentro la categoría que hemos seleccionado como muestra:

RCSB PDB-101 - Mozilla Firefox_047

Detalle de estructuras relacionadas con artículo Adenovirus

Estructuras adenovirus

Lista de estructuras modeladas en la categoría Adenovirus

Echemos un vistazo a la primera de ellas:

Selección_048

Detalle de modelo macromolecular

Y detallemos estos iconos que aparecen bajo su código PDB ID:

Selección_049

Detalle iconos de acción en modelo macromolecular

De izquierda a derecha tienen las siguientes funcionalidades.

  • Descargar el archivo *.pdb
  • Visualizar el archivo *.pdb
  • Visualizar el archivo tridimensional en Jmol

Era de suponer que un proyecto de tales dimensiones e importancia, tuviera su propio formato de archivos. Analicemos estas posibilidades en sentido inverso.
Si pulsamos sobre el icono de visualización en Jmol, y como hemos visto anteriormente, nuestro navegador será la herramienta para estudiar esta macromolécula biológica:

RCSB PDB - Jmol Viewer - 4ATZ 3D View Report - Mozilla Firefox_050

Inicio de plugin JAVA en Mozilla Firefox

Información de Seguridad_051

Información de seguridad JAVA

Advertencia de Seguridad_052

Advertencia de seguridad en Mozilla Firefox

RCSB PDB - Jmol Viewer - 4ATZ 3D View Report - Mozilla Firefox_053

Visualizador Jmol en Mozilla Firefox

Si pulsamos sobre la visualización de este archivo *.pdb, nos mostrará el código fuente que interpreta Jmol:

Código fuente PDB

Código fuente del archivo *.pdb

Dicho código, además de una cabecera informativa, define cada átomo y su respectiva coordenada dentro de la estructura macromolecular. Labor complicada…
Y por supuesto, podemos descargar el fichero *.pdb de manera local y disponer cuando deseemos de él, gracias al icono de descarga.

Abriendo 4ATZ.pdb_054

Ventana Descarga en Mozilla Firefox

A partir de esta descarga, finalizamos en este artículo con el navegador web, y procedemos a observar que nos ofrecen los repositorios en las distribuciones GNU/Linux respecto a esta temática.

CONTEMPLANDO VIDA…

Desde luego,como renderizador oficial, si habéis instalado Jmol como paquete de escritorio, nos ofrecerá una visualización perfecta de la macromolécula descargada:

Open_055

Ventana Abrir en Jmol

4ATZ.pdb - 4ATZ_056

Macromolécula en Jmol

Jmol en escritorio

Movimiento macromolecular en Jmol

Pero… ¿existen otras posibilidades nativas en nuestras distribuciones GNU/Linux?
Algunos recordaréis, si habéis leído mi anterior artículo, el paquete Gchem3D, un visualizador tridimensional molecular del conjunto de utilidades químicas GCU (Gnome Chemistry Utils).
De hecho, el formato *.pdb (Brookhaven Protein Database File Format), es uno de los admitidos en este programa.
Sin embargo, como os he comentado en anteriores ocasiones, mi equipo es un pequeño netbook Acer Aspire One, con una potencia muy limitada y la gestión de modelos renderizados tan complejos convierte en una tarea imposible su visualización óptima en este pequeño visor.

RasMol solucionó mi problema. Este visor tridimensional gestiona la renderización de macromoléculas biológicas, con tal eficiencia, que mis escasos recursos no son impedimento para disfrutar de las posibilidades que me brindan en Protein Data Bank.
Disponible en los repositorios oficiales, podemos utilizar nuestro gestor de software habitual para su instalación:

Gestor de paquetes Synaptic _057

Instalar RasMol en Synaptic

Una vez instalado, nos encontramos con su acceso en la ruta Ciencia -> Rasmol (GTK):

Menú_058

Ciencia -> RasMol

En realidad, os encontraréis con otro acceso denominado Rasmol (Classic Version), que yo he modificado desde Alacarte para que no sea visible, puesto que deseo que la interfaz gráfica se gestione con bibliotecas GTK nativas de GNOME.
El funcionamiento es el mismo, solo son distintas las interfaces gráficas utilizadas.
Una vez iniciado, este software se nos presentará de la siguiente manera:

Acerca de RasMol_064

Acerca de RasMol

RasMol_059

RasMol

Abrimos el archivo descargado desde el menú File -> Open:

RasMol_060

Menú File -> Open en RasMol

Open File_061

Ventana Abrir en RasMol

Y nos aparecerá el modelo tridimensional renderizado de nuestra macromolécula biológica:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_062

Modelo macromolecular en RasMol

Como he referido anteriormente, la gestión que realiza este paquete, aún disponiendo de recursos escasos, es asombrosa.
Manteniendo el botón izquierdo del ratón pulsado, moveremos los ejes vertical y horizontal nuestra macromolécula.
Si pulsamos el botón Shift + botón izquierdo del ratón, podremos realizar un zoom en cualquier zona de la estructura.
Y con el botón derecho de nuestro ratón podremos mover toda la macromolécula en el visualizador.

Rasmol en acción

Animación de macromolécula en RasMol

Veamos las opciones disponibles para este fantástico software.
Lo que más puede llamar la atención desde el primer momento, es el detalle de la técnica analítica utilizada destacada sobre el título de la ventana en el propio programa.

Selección_063

Detalle título ventana RasMol

Comencemos con su menú File.
Nos ofrece opciones de abrir, abrir reciente, salvar como, exportar a una imagen, cerrar, impresión y configuración de impresión, finalizando con la opción de salir del programa.

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_065

Menú File en RasMol

En segundo lugar, analizamos su menú View.
Nos ofrece la posibilidad de abrir una consola de ordenes (Command prompt):

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_066

Menú View -> Command prompt en RasMol

Podemos habilitar barras de desplazamiento (Scrollbars):

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_067

Menú View -> Scrollbars en RasMol

Scrollbars en Rasmol

Barras de desplazamiento en RasMol

Por defecto, la tercera opción de barra de menús(Menubar), se encuentra habilitada. Es la barra que estamos analizando en este momento. Si lo deseáramos, podríamos deshabilitarla:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_068

Menú View -> Menubar en RasMol

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_069

Barra de menú deshabilitada en RasMol

Podemos habilitar la opción de colocar nuestro visualizador a pantalla completa (Full Screen), para aprovechar todas las pulgadas de nuestro monitor en nuestra macromolécula:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_070

Menú View -> Full Screen en RasMol

Escritorio 1_071

RasMol a pantalla completa

En último lugar de nuestro menú View, podemos definir la tipografía de la consola de ordenes:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_072

Menú View -> Set command font en RasMol

Voy a modificarla desde Sans hacia la tipografía fija que suelo utilizar, Ubuntu Mono:

Cambio tipografia

Cambiar la tipografía de la consola en RasMol

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_073

Tipografía Ubuntu Mono establecida en consola RasMol

En tercer lugar, destacamos un menú que, personalmente, encuentro muy interesante. Se trata del menú Display, que modifica el tipo de visualización en nuestro modelo tridimensional.
Por defecto, RasMol se inicia en la primera opción de este menú, Wireframe:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_074

Menú Display -> Wireframe en RasMol

Wireframe

Wireframe en RasMol

En segundo lugar, encontramos la visualización Backbone:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_075

Menú Display -> Backbone en RasMol

Backbone

Backbone en RasMol

En tercer lugar, encontramos la visualización Sticks:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_076

Menú Display -> Sticks en RasMol

Sticks

Sticks en RasMol

En cuarto lugar, encontramos la visualización Spacefill:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_077

Menú Display -> Spacefill en RasMol

Spacefill

Spacefill en RasMol

En quinto lugar, encontramos la visualización Ball & Stick:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_078

Menú Display -> Ball & Stick en RasMol

Ball & Stick

Ball & Stick en RasMol

En sexto lugar, encontramos la visualización Ribbons:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_079

Menú Display -> Ribbons en RasMol

Ribbons

Ribbons en RasMol

En séptimo lugar, encontramos la visualización Strands:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_080

Menú Display -> Strands en RasMol

Strands

Strands en RasMol

En octavo lugar, encontramos la visualización Cartoons:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_081

Menú Display -> Cartoons en RasMol

Cartoons

Cartoons en RasMol

En noveno y último lugar, encontramos la visualización Molecular Surface:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_082

Menú Display -> Molecular Surface en RasMol

Esta última visualización es, con diferencia, la mayor consumidora de recursos y el movimiento de la macromolécula se vuelve extremadamente difícil.
Quizás esto no suceda en equipos con potencia superior a los de un simple netbook.

Sigamos con el análisis de nuestros menús en la barra de herramienta. En cuarto lugar, vemos el menú Colours, que nos permitirá distintos esquemas de colores en nuestro modelo tridimensional:

En primer lugar, nos encontramos con el esquema de colores Monochrome:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_083

Menú Colours -> Monochrome en RasMol

En segundo lugar, nos encontramos con el esquema de colores CPK, haciendo referencia al sistema de modelos de bolas creado por Corey, Pauling y Kultun, habitualmente usado entre los químicos. Es el esquema por defecto conque RasMol abre los modelos tridimensionales:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_084

Menú Colours -> CPK en RasMol

En tercer lugar, nos encontramos con el esquema de colores Shapely, coloreando los residuos dependiendo de las propiedades del aminoácido:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_085

Menú Colours -> Shapely en RasMol

En cuarto lugar, nos encontramos con el esquema de colores Group, que colorea los residuos dentro de su posición en la cadena macromolecular:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_086

Menú Colours -> Group en RasMol

En quinto lugar, nos encontramos con el esquema de colores Chain, asignando a cada cadena macromolecular un color único:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_087

Menú Colours -> Chain en RasMol

En sexto lugar, nos encontramos con el esquema de colores Temperature, coloreando los códigos de cada átomo, de acuerdo con su temperatura anisótropo:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_088

Menú Colours -> Temperature en RasMol

En séptimo lugar, nos encontramos con el esquema de colores Structure, colorea la macromolécula por la estructura secundaria de la proteína:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_089

Menú Colours -> Structure en RasMol

En octavo lugar, nos encontramos con el esquema de colores User, coloreando la estructura biológica según las ordenes, en este sentido introducidas, dentro del código fuente *.pdb:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_090

Menú Colours -> User en RasMol

En noveno lugar, nos encontramos con el esquema de colores Model, codifica cada modelo NMR con un color distinto:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_091

Menú Colours -> Model en RasMol

En décimo y último lugar, nos encontramos con el esquema de colores Alt, coloreando la estructura base con un color y aplica un número limitado de colores a cada confórmero alternativo:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_092

Menú Colours -> Alt en RasMol

Procedemos ahora a realizar un análisis del quinto menú de nuestra barra de herramientas. Su denominación es Options y encontramos las siguientes posibilidades:

En primer lugar, podemos seleccionar la opción Slab Mode, que nos permite ir seccionando longitudinalmente nuestra macromolécula desde el plano más cercano hacía el más alejado:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_093

Menú Options -> Slab Mode en RasMol

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_094

Slab Mode profundizando en nuestra estructura

Este mismo efecto, lo podemos conseguir con nuestro ratón, manteniendo el botón Control + boton izquierdo del ratón pulsado:

Slab Mode

Al seleccionar Slab Mode, podremos profundizar longitudinalmente en nuestra macromolécula

En segundo lugar, podemos seleccionar la opción Hydrogens, que permitirá la selección de hidrógenos cuando tratemos de identificar átomos individuales en nuestra macromolécula:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_095

Menú Options -> Hydrogens en RasMol

En tercer lugar, podemos seleccionar la opción Hetero Atoms, que permitirá la selección de heteroátomos cuando tratemos de identificar átomos individuales en nuestra macromolécula:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_096

Menú Options -> Hetero Atoms en RasMol

Veremos, dentro de un momento, a que me estoy refiriendo con esto de la selección de átomos individuales. Proseguimos con el cuarto lugar, donde podemos seleccionar la opción Specular, proporcionando brillo luminoso a nuestro modelo:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_097

Menú Options -> Specular en RasMol

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_098

Al activar la opción Specular, la macromolécula adquiere brillo en su superficie

En quinto lugar, podemos seleccionar la opcion Shadows, proporcionando sombreado a nuestra estructura renderizada:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_099

Menú Options -> Shadows en RasMol

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_100

Al seleccionar la opción Shadows, RasMol nos presentará nuestra macromolécula sombreada

En sexto lugar, podemos seleccionar la opción Stereo, que proporciona una imagen especular al lado de nuestra original:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_101

Menú Options -> Stereo en RasMol

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_102

Efecto estéreo en RasMol

En séptimo lugar, podemos seleccionar la opción Labels, que nos proporciona información de cada átomo constituyente de la macromolécula biológica. Esto se consigue gracias a un código de especificadores de dicho átomo.

Código de especificadores

  • %a: Nombre del átomo.
  • %b, %t: Factor b, temperatura.
  • %c, %s: Identificador de cadena.
  • %e: Símbolo de elemento atómico.
  • %i: Número de seriado del átomo.
  • %n: Nombre del residuo en forma de código de tres letras.
  • %r: Número de residuo.
  • %M: Número del modelo NMR (con direccionado ” / “).
  • %A: Identificador de conformación alternativa (con direccionado ” ; “).
RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_103

Menú Options -> Labels en RasMol

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_104

Etiquetas identificadoras en RasMol

A esta distancia, la identificación de estas etiquetas se hace algo difícil. Realicemos un zoom para nuestra comodidad:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_105

Detalle de etiquetas ampliadas en RasMol

Aprovechando la presentación del sexto menú en nuestra barra de herramientas, denominado Settings, os muestro otra interesante característica de nuestro visualizador macromolecular.
Además de poder mover nuestra estructura, podremos utilizar nuestro ratón para ir seleccionando distintas partes de nuestro modelo y, gracias a la ruta View -> Command prompt, iremos viendo distinta información en nuestra consola de ordenes:

Informacion en consola

Según seleccionemos partes de nuestra macromolécula con el ratón, la consola nos mostrará información útil sobre dicha parte

Desde nuestro menú Settings, nosotros decidimos que información se mostrará en nuestra consola. Por defecto, se muestra el código identificador:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_106

Menú Settings en RasMol. Nos ofrece la posibilidad de cambiar la información en nuestra consola cuando seleccionemos algo con nuestro ratón

Y, por último y séptimo lugar tenemos un menú de ayuda Help, que nos proporcionará valiosa información sobre el uso y posibilidades de este programa:

RasMol - 4ATZ X-RAY DIFFRACTION_107

Menú Help en RasMol

En este sentido, aquí os muestro una traducción al español realizada por dos profesores de la Universidad de Granada, la cual me ha resultado muy útil en la realización de este artículo:

MANUAL EN ESPAÑOL RASMOL

No quisiera olvidarme de comentar la posibilidad de visualizar el código fuente de nuestro archivo *.pdb, desde cualquier editor de textos instalado en nuestro equipo:

4ATZ.pdb (~-Descargas-Ciencia) - gedit_108

Código fuente del archivo *.pdb abierto con el editor de textos GEDIT

En otra ocasión, presentaré un excelente programa para poder realizar construcciones moleculares en nuestro equipo de escritorio: Avogadro.
Sirva el presente artículo como agradecimiento a todos esos nombres anónimos que realizan su labor científica en la sombra, sin fama ni gloria, y sin embargo aportan y comparten el mayor tesoro de la humanidad: el conocimiento.

Espero que os haya gustado…

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Un mol de libertad…

Este año, el Premio Nobel de Química, ha recaído sobre tres científicos que, desde la década de los 70, han elaborado el desarrollo de modelos informáticos que permiten visualizar y predecir reacciones químicas.
Aquí la nota de prensa realizada por la Academia sobre las motivaciones de este premio.
El problema residía, sobre todo, en la velocidad de estas reacciones (fracciones de milisegundos) que imposibilitaban su estudio.
Gracias a estas tres personas, se han podido hacer avances, por ejemplo, en el estudio de la fotosíntesis.

Esto me ha hecho recordar que, aunque por intereses económicos, las publicaciones de investigación científica no son accesibles para la mayoría y, desde luego no de manera gratuita; si existen grandes bases de conocimientos científicos y técnicos disponible para cualquiera que quiera consultarlos.
En los sistemas de escritorio GNU/Linux, se han desarrollado herramientas para poder acceder a estas Bibliotecas de Alejandría digitales.
Internet mismo nació con este cometido (comunicación entre universidades y comunicación entre militares), aunque luego se haya diversificado hasta los niveles de hoy en día.

Quizás no sea un cosa práctica, pensarán algunos, a no ser que te dediques a ello…
Eso es debatible, pero como mínimo, dado que es público y compartido, si veo interesante tener la opción de acceder a estas bases.

Esto es lo que pretendo con este post, y os pido disculpas por adelantado, dado que mi conocimiento científico es muy limitado.
Seguramente caeré en múltiples errores, pero como mi intención es que podamos llegar al conocimiento explicado por verdaderos profesionales, espero que podáis disculpar esas erratas.

Para la realización de este artículo, he utilizado un sistema Ubuntu 10.04 LTS Lucid Lynx con entorno GNOME2.

A lo largo de otras publicaciones, iré variando paulatinamente el sabor de esta web.

GNU2Linux4 (Gnulfato de Linuxito)

Como he comentado en la introducción de este post, el estudio de la química molecular se ha incrementado exponencialmente gracias al desarrollo de modelo informáticos.
Resulta que, dentro del mundo molecular, en el desarrollo de los acontecimientos no solamente afectan los componentes que interactúan, sino como están dispuestos.
Véase el ejemplo de los isómeros, cuya formula química es idéntica y exclusivamente varía su disposición estructural.
Es decir, que un mismo número de elementos con distinta estructura espacial, no resultan en la misma molécula.

Antiguamente, y antes de que esta tecnología estuviera tan desarrollada, el estudio de las estructuras moleculares se realizaban con modelos físicos.
Aquí unas pequeñas muestras, cortesía de una amiga, licenciada en Farmacia:

Maqueta molecular

Agradecimientos a Mayte G.H.

2013-11-09 21.57.37

Agradecimientos a Mayte G.H.

2013-11-09 21.59.19

Agradecimientos a Mayte G.H.

Desde luego, el proceso de visualización molecular digital, que aquí intentaré explicar, no introduce a tal nivel las estructuras moleculares en nuestras manos, pero resulta cuantificablemente más económico.
Y permite su estudio al mismo nivel de precisión.

Los desarrolladores de software libre son multidisciplinares, y la ciencia no les asusta en absoluto.
De hecho, en los repositorios de las distribuciones mayoritariamente utilizadas, existe una categoría denominada Ciencia que aglutina una enorme variedad de paquetes, y seguramente garantizarán el entretenimiento de los aficionados.

Empecemos por un conjunto de programas llamado:

GNOME CHEMISTRY UTILS

Este paquete, aunque no forma parte del proyecto GNU, tiene su apoyo y respaldo. De tal manera, que le ofrecen alojamiento en su servicio de hosting para software libre: Savannah.
Consta de varias utilidades químicas que iremos desglosando a continuación.
Procedemos, inicialmente, a su instalación:

Instalación de Gnome Chemistry Utils

Para la instalación de este paquete de utilidades, podemos utilizar nuestro Centro de software, realizando una búsqueda del acrónimo gcu (Gnome Chemisty Utils):

GCU en Centro de Software

GCU en Centro de Software

 

O bien podemos utilizar el Gestor de paquetes Synaptic, con una búsqueda idéntica:

GCU en Gestor de paquetes Synaptic

GCU en Gestor de paquetes Synaptic

 

Independientemente de la vía utilizada, este paquete de utilidades químicas, que consta de cuatro elementos, es tratado como un paquete único dentro de los repositorios y una vez instalado, nos encontraremos con ellos dentro de la ruta Aplicaciones -> Ciencia:

Aplicaciones -> Ciencia -> GCU

Aplicaciones -> Ciencia -> GCU

 

Desglosemos estos componentes:

CALCULADORA QUÍMICA (GChemCalc)

Este pequeño programa se define a si mismo como una calculadora molar química. Calcula la formula cruda, el peso molecular, la composición de masas y los patrones isotópicos.

Acerca de gchemcalc_004

Acerca de GChemCalc

Chemical calculator_005

Calculadora química

Analizando su interfaz, podemos observar que disponemos de un recuadro para poder insertar nuestros datos.
Los datos que podemos insertar son, obviamente, elementos químicos. De manera que introduciendo los componentes y su número de átomos, la calculadora nos mostrará diferentes datos sobre dicha formula.
En primer lugar, nos mostrará la primera molécula coherente con dichos elementos y número de átomos.
Pongamos, por ejemplo, el dióxido de carbono (CO):

Chemical calculator_006

Dióxido de carbono en Chemical Calculator

Una vez hemos introducido la formula, la calculadora realizará automáticamente ciertos cálculos para ofrecernos datos útiles sobre dicha molécula.
En este ejemplo, nos muestra el peso molar de dicha molécula y que el 100% de su masa se puede otorgar a su forma molecular más simple, monóxido de carbono (CO):

Chemical calculator_007

Datos relevantes de la pestaña Composition en Chemical Calculator

Realicemos otro ejemplo, esta vez elegimos el agua (HO):

Chemical calculator_008

Agua en Chemical Calculator

En esta ocasión, el peso molecular se debe en un 88% a su elemento oxígeno (O), mucho más pesado que el elemento más simple que existe, el hidrógeno (H).
Nos ofrece además otros datos de interés, como su masa monoisotópica, en la segunda pestaña inferior:

Chemical calculator_009

Pestaña de patrones isotópicos en Chemical Calculator

Masa monoisotópica: Es la suma de las masas monoisotópicas de cada elemento del analito. Es la que se emplea cuando se hacen medidas en alta resolución dentro de la Espectrometría de Masas.

Además, este paquete soporta paréntesis y corchetes, por lo que podemos introducir formulas con mayor nivel de complejidad.

Chemical calculator_045

Ferrocianuro de potasio en Chemical Calculator

Naveguemos por sus diferentes menús.
En primer lugar nos encontramos con su menú File, que contiene las siguientes acciones:

Chemical calculator_046

Menú File en Chemical Calculator

Dentro de la pestaña Composition estas acciones están deshabilitadas, pero si cambiamos a la pestaña Isotopic Pattern, donde aparece la gráfica de sus patrones isotópicos, las acciones se volverán activas:

Chemical calculator_047

Menú File habilitado en Chemical Calculator

El mismo comportamiento podremos observar a través del segundo menú Edit:

Chemical calculator_048

Menú Edit en Chemical Calculator

Chemical calculator_049

Menú Edit habilitado en Chemical Calculator

En el tercer menú, encontramos distintos métodos de interpretación de la formula introducida:

Chemical calculator_050

Menú Mode en Chemical Calculator

    Modos de interpretación en las formulas de GChemCalc:
  • Guess: La calculadora química intentará interpretar cada dato introducido como un átomo, tal y como hemos venido haciendo hasta ahora, o como un grupo conocido. Por ejemplo, un grupo Fenilo (Ph o φ), será perfectamente reconocido por la calculadora:
Chemical calculator_051

Reconocimiento de grupos en Chemical Calculator

  • Atoms: Los símbolos ambiguos serán reconocidos como átomos.
  • Nickname: Los símbolos ambiguos serán reconocidos como grupos.

En el cuarto y último menú Help, el usuario podrá encontrar diversos items de ayuda para poder utilizar:

Chemical calculator_052

Menú Help en Chemical Calculator

VISOR 3D MOLECULAR (GChem3D)

En la introducción de este apartado, comentaba la mejoría, en el ámbito de estudio molecular, que trae consigo esta tecnología. Y este modulo, seguramente sea quien mejor define esta afirmación.

Acerca de GChem3D Viewer_010

Acerca de GChem3D

GChem3D Viewer_011

Visor tridimensional de moléculas

Analizando este paquete, lo primero que nos llama la atención, es que como buen visor, no tiene opción de construir una molécula.

Está diseñado para visualizar estructuras ya definidas.
Para construir una molécula existen otros paquetes de software que veremos más adelante.
El primer item que observamos en su menú principal es Open:

GChem3D Viewer_012

Menú Open en GChem3D

En la siguiente ventana de diálogo, observamos la posibilidad de elegir diversos formatos de archivo:

Abrir_013

Ventana de diálogo Abrir en GChem3D

Formatos de GChem3D

Formatos admitidos en GChem3D

Fijándonos, por ejemplo, en el último formato: Chemical Markup Language (*.cml), y realizando una búsqueda en Google, encontramos diversos repositorios donde tenemos definidas una variedad de moléculas muy amplia.

Os pongo, como muestra, este enlace:

WEB KDE DATA KALZIUM

Categorizadas y ordenadas en grupos, podemos descargar unas muestras de moléculas para poder observar las capacidades de nuestro visualizador.
Observemos algunos ejemplos:

Azane_014

Amoníaco

1,3,7-Trimethylpurine-2,6-dione_015

Cafeína

adenine_016

Adenina

Estos modelos tridimensionales son totalmente manejables, y con el cursor de nuestro ratón podemos observarlos por todos sus ángulos y facetas.

Amoniaco

Amoníaco en movimiento

Cafeina

Cafeína en movimiento

Adenina

Adenina en movimiento

Otro detalle a tener en cuenta de este visor, es la posibilidad de variar las estructuras visuales de los modelos, a través de su menú View:

Azane_017

Balls and sticks en GChem3D

Azane_018

Space filling en GChem3D

Azane_019

Cylinders en GChem3D

Azane_020

Wireframe en GChem3D

Todos ellos resultan manejables y servirán en la visualización tridimensional de la molécula seleccionada.

Y por último, a través de su menú Help, tenemos distintas posibilidades de ayuda en nuestro papel de usuarios del software:

GChem3D Viewer_053

Menú Help en GChem3D

TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS (GChemTable)

Aunque podríamos pensar que se trata de una simple tabla periódica, este paquete trae consigo algunas funcionalidades realmente competentes.

Acerca de gchemtable_021

Acerca de GChemTable

Tabla periódica de los elementos_022

Tabla periódica de los elementos

Cada elemento es seleccionable, y al pulsarlo, despliega una lista informativa realmente sorprendente. Observemos la información que nos ofrece del hidrógeno (H):

Hydrogen_023

Pestaña Main en ventana informativa del hidrógeno

En la primera pestaña de esta ventana de información nos ofrece los siguientes elementos informativos.

        Elementos de la pestaña:

Main

  • Nombre del elemento químico en diversos idiomas
  • Número atómico del elemento químico: Número total de protones que contiene el elemento.
  • Peso atómico del elemento químico: Masa promedio de sus átomos a razón de 1/12 de la masa de un átomo C.
  • Configuración electrónica del elemento químico: Disposición de los electrones en los átomos sujetas a las reglas de la mecánica cuántica. Combinación de estados cuánticos que son solución para la ecuación de Schrödinger de dicho átomo.

En la segunda pestaña de esta ventana de información nos ofrece los siguientes elementos informativos.

Hydrogen_024

Pestaña Electronic properties en ventana informativa del hidrógeno

        Elementos de la pestaña:

Electronic properties

  • Electronegatividad de Pauling y su gráfica:
Pauling electronegativity_025

Gráfica de la electronegatividad de Pauling en el hidrógeno

Electronegatividad: Medida de la capacidad de un átomo para atraer electrones. La escala de Pauling es una de las más utilizadas.

  • Energías de ionización y su gráfica:
1st. ionization energy_026

Gráfica de energía de ionización del hidrógeno

Energía de ionización: Energía necesaria para separar un electrón en su estado fundamental de un átomo.

  • Afinidades electrónicas y su gráfica:
Electron affinity_027

Gráfica de afinidad electrónica en el hidrógeno

Afinidad electrónica: Energía liberada cuando un átomo gaseoso neutro en su estado fundamental, captura un electrón y forma un ion mononegativo.

En la tercera pestaña de esta ventana de información nos ofrece los siguientes elementos informativos.

Hydrogen_028

Pestaña Radii en ventana informativa del hidrógeno

        Elementos de la pestaña:

Radii

  • Radio covalente y su gráfica:
Covalent radii_029

Gráfica de radio covalente en el hidrógeno

Radio covalente: Mitad de la distancia entre dos átomos iguales que forman un enlace covalente.

  • Radio de Van der Waals y su gráfica:
Van der Waals radii_030

Gráfica de radio de Van der Waasl en el hidrógeno

Radio de Van der Waals: Radio de una esfera sólida imaginaria empleada para modelizar el átomo.

  • Radio metálico: En este ejemplo no es aplicable. Mitad de la distancia entre núcleos de átomos “vecinos” en un cristal metálico.
  • Radio iónico y sus valores: La distancia entre el centro del núcleo del ion y su electrón estable más alejado.

En la cuarta pestaña de esta ventana de información nos ofrece los siguientes elementos informativos.

Hydrogen_031

Pestaña Thermodynamics en ventana informativa del hidrógeno

        Elementos de la pestaña:

Thermodynamics

  • Temperatura de licuación y su gráfica
Melting point_032

Gráfica de temperatura de licuación del hidrógeno

  • Temperatura de vaporización y su gráfica
Boiling point_033

Gráfica de temperatura de vaporización del hidrógeno

Como podemos observar, para poder congelar hidrógeno tendríamos que exponerle a temperaturas bastante extremas:

ConvertAll_034

Conversión de grados Kelvin a grados Celsius

¿Bastante frío, no?
Pues ahora observaremos que no ostenta este record…

Otra de las posibilidades de esta magnifica tabla periódica, es poder variar la visualización de sus elementos teniendo en cuenta otros criterios. Desde la ruta View -> Color scheme:

Tabla periódica de los elementos_035

Menú View -> Color scheme

Las dos primeras opciones que observamos serían No colors y Default, siendo ésta última observable desde el principio, donde cada elemento está representado por un color distinto.

Tabla periódica de los elementos_054

No colors en View -> Color scheme

Tabla periódica de los elementos_055

Default en View -> Color scheme

Pero si nos vamos a la tercera opción Physical states, aparece una barra de temperatura (Kelvin) modificable, para poder observar el cambio de estado en cada elemento a distintas temperaturas:

Tabla periódica de los elementos_056

Physical states en View -> Color scheme

Tabla periódica de los elementos_036

Estado físico de los elementos a 0 grados Kelvin

Aquí nos muestra el hecho de que a 0 Kelvin, todos los elementos son sólidos.
Pero si aplicamos el más mínimo calor, veamos que sucede:

Tabla periódica de los elementos_037

Estado físico de los elementos a 1 grado Kelvin

Vaya, con 1 simple Kelvin, el helio (He) pasa inmediatamente a un estado líquido. Dicho de manera inversa, para congelar helio deberíamos exponerlo a temperaturas increíbles:

ConvertAll_038

Conversión de temperatura de grados Kelvin a grados Celsius

Es decir, que para mantener al helio en estado sólido debe permanecer a ¡¡menos de -273 grados Celsius!!.
Además de ponernos voces graciosas, ya sabemos que elemento ostenta el título en dificultad de congelación.
Al más mínimo estímulo energético, los átomos de este gas noble pierden su estabilidad y empiezan a moverse y vibrar, cambiando su estado.

Esta opción también explica ciertas tendencias, por ejemplo, porque la tecnología más resistente tiende a ser en fibra de carbono.
Observar al carbono (C) en su celda:

Tabla periódica de los elementos_039

Detalle del carbono en la tabla periódica de los elementos

Y ahora, vayamos aumentando la temperatura gradualmente mientras vemos quien permanece fuerte:

Carbono temperatura

Resistencia del carbono a la temperatura

ConvertAll_040

Conversión de temperatura de grados Kelvin a grados Celsius

Vaya, no me extraña la elección…
Y eso que no hemos añadido su ligereza y resistencia como factores de esta decisión.

La cuarta opción, en esta visualización de esquemas, se trata de una categorización por familia de elementos: Family.
Desplegando la lista de categorías por familia, el programa nos irá mostrando los elementos que componen dicha categoría, quedando el resto disipados de color.
Los datos son recogidos desde el repositorio de datos Blue Obelisk. De hecho, es uno de los paquetes dependientes recibidos durante la instalación de Gnome Chemistry Utils.

Tabla periódica de los elementos_057

Family en View -> Color scheme

Tabla periódica de los elementos_043

Familias de elementos en la tabla periódica

Familias de elementos

Lista desplegable de familia en los elementos de la tabla periódica

La quinta opción se trata de una visualización de los elementos, recogidos esta vez con el criterio de la electronegatividad de Pauling. El esquema de colores irá desde el rojo (baja electronegatividad) hasta el azul (alta electronegatividad).
Los datos recogidos para este esquema están obtenidos desde el repositorio de datos Blue Obelisk.
Los elementos no coloreados no significan que no presenten electronegatividad, sino que no se obtienen datos de ellos desde esta base de datos.

Tabla periódica de los elementos_058

Electronegativity en View -> Color scheme

Tabla periódica de los elementos_041

Electronegatividad de los elementos en la tabla periódica

La sexta opción es una visualización de los elementos, desde el prisma de su radio atómico. El esquema de colores irá desde el rojo (radios menores) hasta el azul (radios altos).
De idéntica manera que las anteriores visualizaciones, estos datos son recogidos desde el repositorio Blue Obelisk y los elementos no definidos con color, significan una ausencia de datos.

Tabla periódica de los elementos_059

Atomic radius en View -> Color scheme

Tabla periódica de los elementos_042

Radio atómico de los elementos de la tabla periódica

La séptima y última opción de visualización categoriza los elementos por bloques, es decir, categoriza los componentes de la tabla según el orbital que estén ocupando sus electrones más externos.

Tabla periódica de los elementos_060

Block en View -> Color scheme

Tabla periódica de los elementos_044

Bloques de los elementos en la tabla periódica

Como en los paquetes anteriores, esta tabla periódica viene con un menú de ayuda al usuario, del que podemos concluir diferentes aspectos del uso de este paquete:

Tabla periódica de los elementos_061

Menú Help en GChemTable

VISOR DE ESPECTROS (GSpectrum)

Este visor de espectrometría, de la misma manera que el visualizador tridimensional de móleculas, no tiene la capacidad de generar nada.
Pero permite la visualización de diferentes espectrometrías, tales como:

    Clase de espectrometrías permitidas
  • UV-visible: luz ultravioleta.
  • IR: luz infrarroja.
  • Raman: láser en un rango de luz visible, entre el infrarrojo cercano y el ultravioleta cercano.
  • NMR: Resonancia magnética nuclear.
  • Mass: Espectrometría de masas.

La espectrometría, a grandes rasgos, es un método de análisis de componentes, teniendo en cuenta la forma en que éstos devuelven reflejada la luz.
Y con luz, me refiero a todos los rangos de luz.
Los humanos solo percibimos parte de ese espectro. Una misma flor se vuelve bastante distinta en los ojos de una abeja, que puede percibir luz ultravioleta.

Esta técnica es utilizada para separar los distintos componentes de una sustancia y ver la cantidad de cada uno de ellos.
En un laboratorio farmacéutico, utilizan espectrografía infrarroja para verificar que un principio activo está presente donde debería estar y su nivel de pureza.

Esta técnica es utilizada también en astronomía.
Con ella se puede observar y cuantificar los componentes que forman un cuerpo celeste.

Gracias a esta técnica, se ha descubierto, por ejemplo, que en la débil atmósfera de Marte, se producen en su ecuador grandes cantidades de metano.
Un tanto misterioso, teniendo en cuenta que, según nuestros conocimientos, esta molécula se forma en procesos metabólicos de seres vivos o teniendo agua líquida en altas temperaturas.
Resulta una molécula bastante inestable y todavía no se sabe que puede estar generándola en nuestro rojo vecino.
Por cierto, rojo por su óxido de hierro, abundante en su superficie.

Otro tanto para la espectrometría.

Celestia_064

Marte, el planeta rojo

También se quedarían sorprendidos los marcianos, si al utilizar esta técnica, observarán nuestra, todavía más inestable, atmósfera rica en oxígeno del planeta azul.
Deducirían que algo lo genera, algo vivo, el reino vegetal…

Una vez hecha esta pequeña y, espero, suficientemente correcta presentación (agradecimientos a Carmen M.V, por su tiempo y agradable conversación), pasemos a analizar nuestro modulo.

Acerca de GSpectrum_062

Acerca de GSpectrum

GSpectrum_063

Visor de espectrografías

Para ser sincero, no he conseguido encontrar gran cantidad de archivos para poder mostrar el potencial de este visualizador. Pero leyendo su manual incorporado, me encontré con esto:

Introduction_065

Ayuda de GSpectrum

Realizando una búsqueda de ese formato de archivos JCAMP – DX, me encontré con el siguiente enlace, que trae un pequeño muestrario perfectamente funcional con nuestro modulo:

TEST DATA

Recogiendo uno de ellos, al azar, podemos visualizar como aparecen estos datos en nuestro visor de espectrografías:

2-Chlorphenol_066

Espectrometría del 2-Chlorphenol

Estos datos, en ojos expertos, son los que proporcionan valiosa información sobre la composición de una sustancia en particular.
Dependiendo del tipo de espectrometría utilizado en el archivo, la barra de modificación cartesiana se volverá más o menos completa, dejándonos controlar otros factores de visualización.
Como podemos observar en las siguientes capturas, sus menús de acción son muy similares a los anteriormente analizados:

GSpectrum_067

Menú File en GSpectrum

GSpectrum_068

Menú Edit en GSpectrum

GSpectrum_069

Menú Help en GSpectrum

Una vez hemos terminado con este paquete de “pequeñas” utilidades químicas, procedemos a completar el software con otros dos programas de interesante utilidad.

EDITOR 2D DE ESTRUCTURAS QUÍMICAS (GChemPaint)

Aunque en su web, informan de su integración con GNOME CHEMISTRY UTILS, dejando atrás sus inicios como proyecto por separado, en realidad este paquete se sigue instalando de manera independiente.
Abrimos el Centro de software o el Gestor de paquetes Synaptic, realizando una búsqueda de su nombre, gchempaint :

Centro de software de Ubuntu_070

GChemPaint en Centro de Software

Gestor de paquetes Synaptic _071

GChemPaint en Gestor de paquetes Synaptic

Desde luego, ambos gestores si relacionan este paquete con gcu. Pero su instalación, como he dicho, se realiza todavía por separado.
Una vez finalizada la instalación, nos encontramos con este paquete en la ruta Aplicaciones -> Ciencia:

Menú_072

Aplicaciones -> Ciencia -> GChemPaint

Antes de explicar su funcionamiento, es buen momento para realizar un par de comentarios sobre este paquete.
Este software es el primer constructor químico que aparece en el artículo, y aunque es perfectamente capaz de gestionar formulación inorgánica, parece diseñado con el propósito de trabajar en el ámbito de la química orgánica.
Esto lo digo, teniendo en cuenta los distintos elementos que aparecerán, ahora lo veremos, en su cuadro de herramientas.
Los distintos elementos seleccionables, para facilitarnos la edición y gestión de formulas químicas, siguen las pautas y reglas de la formulación esqueletal y la estereoquímica, que es parte de la primera.
Ambas ramas de estudio de la química tienen muy en cuenta la disposición estructural de la molécula representada.
Esto no es ninguna casualidad, el desarrollador de este software es el mismo que Gnome Chemistry Utils, Jean Bréfort. Y como buen autor de software, ha pensado en el uso transversal de sus programas.
Los formatos aceptados por GChemPaint son los siguientes:

    Formatos aceptados en GChemPaint:
  • Native format (*.gchempaint)
  • Chemical Markup Language files (*.cml)
  • MDL MOL files (*.mdl; *.mol)
  • PDB files (*.pdb; *.ent)
  • ChemDraw eXchange files (*.cdx)
  • ChemDraw eXchange XML files (*.cdxml)
  • PubChem ASN.1 ASCII Format files (*.asn)
  • PubChem ASN.1 Binary Format files (*.asn; *.val)
  • PubChem ASN.1 XML Format files (*.pc)
  • XYZ Co-ordinate Animation Format (*.xyz)

Exceptuando el formato nativo, todos los demás formatos serán aceptados con la dependencia OpenBabel, instalable como cualquier otro software:

Gestor de paquetes Synaptic _096

OpenBabel en Gestor de paquetes Synaptic

Como habéis podido observar, he remarcado en cursiva, los formatos que son compartidos con nuestro visor tridimensional de moléculas, analizado anteriormente.
Tal y como estaréis suponiendo, un mismo archivo puede ser abierto por ambos programas, permitiéndonos en cierta manera, construir modelos moleculares tridimensionales a partir de una edición en dos dimensiones.

Por ejemplo, si yo intentó abrir la molécula de amoníaco, utilizada anteriormente con GChem3D, veremos que sucede:

Untitled 1_097

Abrir un archivo en GChemPaint

Abrir_098

Ventana de diálogo Abrir archivo en GChemPaint

Azane_099

Amoníaco en GChemPaint

Desde una representación tridimensional, nuestro editor nos transforma esta molécula en su formula esqueletal de dos dimensiones.

¿Situación inversa?… Por supuesto, escojamos una plantilla predefinida que nos ofrece nuestro editor en dos dimensiones, el benceno, y lo salvamos con un formato .cml.

Benceno

Añadiendo benceno en GChemPaint

Save as_100

Guardar benceno en formato .cml

El paso siguiente es intentar abrirlo con nuestro visor tridimensional, GChem3D:

Benceno2

Benceno en GChem3D

De esta manera, nuestro editor de estructuras químicas bidimensional, nos sirve de una manera bastante simple, como constructor tridimensional.
Posteriormente analizaremos otro constructor tridimensional molecular más completo.

Procedamos, ahora, a desglosar el paquete que centra nuestra atención.

El software, una vez iniciado, consta de dos interfaces. Un cuadro de herramientas, donde iremos seleccionando los distintos componentes y enlaces para nuestra formulación química y un editor, que nos irá mostrando los resultados de nuestra formulación.

Acerca de GChemPaint_095

Acerca de GChemPaint

Escritorio 1_073

GChemPaint al completo

_074

Cuadro de herramientas GChemPaint

Untitled 1_075

Editor GChemPaint

Observemos, en primer lugar, nuestro cuadro de herramientas, para analizar las diferentes opciones de construcción y formulación de las que dispone.
En su parte superior, dispone de cinco botones que nos permitirán diferentes acciones, sobre todo relacionadas con la edición de los elementos de nuestro editor:

  • Selección de objetos: Seleccionar y mover en nuestro editor los distintos componentes de la formula química.
_076

Seleccionar objetos en GChemPaint

Al tener seleccionado este elemento, en la parte inferior aparecen distintas acciones para un rápido acceso a los distintos movimientos del componente:

Movimiento en el eje vertical:

_089

Movimiento en el eje vertical

Movimiento en el eje horizontal:

_090

Movimiento en el eje horizontal

Movimiento de rotación:

_091

Movimiento de rotación

Unión de moléculas:

_092

Unión de moléculas

Union y rotacion benceno

Ejemplo de unión y rotación en dos moléculas de benceno

  • Borrador: Eliminar componentes en nuestro editor de formulas químicas.
_077

Borrador en GChemPaint

  • Uso de plantillas predeterminadas: Uso de determinadas plantillas con grupos químicos categorizados.
_078

Plantillas predefinidas en GChemPaint

Plantillas en GChemPaint

Listado de plantillas predefinidas en GChemPaint

  • Publicación de Wikipedia: Exporta nuestras ediciones en un formato adecuado para Wikipedia.
_079

Exportar a Wikipedia en GChemPaint

  • Texto: Añadir un texto aclaratorio o explicativo en nuestra formulación química
_080

Añadir texto en GChemPaint

En la segunda hilera de botones, nos encontramos con los siguientes elementos, que nos permitiran la acción directa sobre los elementos químicos que vamos a utilizar:

  • Añadir o modificar un átomo: Introduce en nuestra formula, átomos simples de elementos.
_081

Añadir un átomo en GChemPaint

Al tener seleccionada esta acción, podemos introducir los elementos de dos maneras:

1.- Escribiendo la inicial del elemento sobre el editor, nos aparecerán los distintos elementos que contengan esa inicial.

Untitled 1_093

Introducir átomo directamente en el editor GChemPaint

2.- La lista desplegable de tabla periódica, que se encuentra en la parte inferior del cuadro de herramientas.

Escritorio 1_094

Lista desplegable de tabla de los elementos en GChemPaint

  • Añadir o modificar un grupo: Introduce en nuestra formula química, un grupo de átomos de elementos.
_082

Introducir grupos de átomos en GChemPaint

Cuando escogemos este item, el editor nos permite la introducción de grupos de átomos de manera directa:

*Untitled 1_101

Introducir grupos de átomos en GChemPaint

  • Incrementar la carga positiva de un átomo.
_083

Incrementar la carga positiva local en GChemPaint

Incrementemos, a modo de ejemplo, la carga de una molécula de metano.

*Untitled 1_102

Metano en GChemPaint

*Untitled 1_103

Metano después de incrementar su carga positiva local

  • Incrementar la carga negativa de un átomo.
_084

Incrementar la carga negativa local en GChemPaint

Incrementemos, al modo anterior, la carga de una molécula de metano.

*Untitled 1_104

Metano en GChemPaint

*Untitled 1_105

Metano después de incrementar su carga negativa local

  • Añadir un número par de electrones a un átomo.
_085

Añadir un número par de electrones en GChemPaint

Por ejemplo, se lo añadimos a una molécula de agua. En esta ocasión, nuestro editor utiliza simbología propia de la estructura de Lewis.

*Untitled 1_106

Agua en GChemPaint

*Untitled 1_107

Par de electrones añadidos al átomo de oxígeno. Dos electrones para dos hidrógenos.

Si mantenemos pulsado el botón de nuestro ratón, mientras añadimos este par de electrones, podemos incluso elegir la disposición angular respecto del átomo al que los añadimos.

Posicion par electrones

Disposición elegida del par de electrones añadidos

  • Añadir un número impar de electrones a un átomo.
_086

Añadir un número impar de electrones en GChemPaint

Hagamos el ejemplo con nuestra molécula de agua.

*Untitled 1_108

Agua en GChemPaint

*Untitled 1_109

Electrón añadido en el elemento oxígeno. Un sólo electrón conlleva la perdida de un hidrógeno al no tener electrón que lo enlace.

De la misma manera que realizamos anteriormente, podemos elegir el ángulo y disposición espacial del electrón añadido.

Posicion electron

Disposición del electrón añadido a nuestro átomo

La tercera hilera de botones, más relacionada con los enlaces entre los átomos o grupos de éstos, tiene las siguientes funcionalidades.

  • Añadir o modificar un enlace.
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Añadir un enlace simple en GChemPaint

La representación común de un enlace en formulación orgánica suele ser la de un enlace covalente carbono – carbono o carbono – hidrógeno.
También se usa para representar un enlace con un heteroátomo, siendo este último representado por su nomenclatura química ordinaria ( N para el nitrógeno, Cl para el cloro, etc…)
No ofrece información de disposición estructural, por lo que no nos aporta datos estereoquímicos, aunque podemos determinar su posición y ángulo si así lo deseamos.
Añadiendo varios puede representar enlaces dobles o triples.

  • Añadir una cadena.
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Añadir una cadena en GChemPaint

Buscando la simplificación en la representación, cuando añadimos una cadena, y sabiendo que el átomo de carbono buscará su octeto más estable, no representamos sus enlaces covalentes con los 3 hidrógenos en los extremos o con 2 hidrógenos en las partes intermedias de la cadena.
Suele representar una estructura lineal de carbonos enlazados.

  • Añadir un enlace en cuña continuo.
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Añadir enlace en cuña continuo en GChemPaint

Representación de un enlace que se acerca al observador.

Es la manera de representar cercanía en una formulación de dos dimensiones.

  • Añadir un enlace en cuña discontinuo.
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Añadir un enlace en cuña discontinua en GChemPaint

Representación de un enlace que se aleja del observador.

Es la manera de representar lejanía en una formulación de dos dimensiones.

  • Añadir un enlace en forma ondeada.
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Añadir un enlace en forma ondeada en GChemPaint

Representación de un enlace con una estereoquímica desconocida.

Es decir, se desconoce la disposición estructural de este enlace.

  • Añadir un enlace en negrita.
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Añadir un enlace simple en el mismo plano espacial en GChemPaint

Representación de una enlace que se mantiene en el mismo plano estructural desde el punto de vista del observador.

La cuarta hilera de botones viene concebida para la introducción de distintos tipos de ciclos orgánicos, con su número de miembros.

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Ciclos orgánicos dispuestos según su número de miembros en GChemPaint

De izquierda a derecha, los tipos de ciclos introducidos serán de tres, cuatro, cinco, seis, siete, ocho o un número indeterminado de miembros.
En la naturaleza, los ciclos orgánicos más habituales suelen ser de cinco o seis miembros.

La quinta hilera de botones está diseñada para la representación de reacciones químicas.
Reacción química: Todo proceso termodinámico en el cual una o más sustancias, por efecto de un factor energético, se transforman, cambiando su estructura molecular y sus enlaces.

    Tipos de reacción química representados:
  • Reacción irreversible
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Reacción química irreversible en GChemPaint

  • Reacción reversible
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Reacción química reversible en GChemPaint

  • Síntesis
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Síntesis en GChemPaint

  • Isomería
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Isomería en GChemPaint

Para introducir una reacción química, pongamos por ejemplo, la hidrogenación del benceno, solamente tenemos que añadir los componentes, seleccionarlos con el ratón y hacer click en el botón derecho.
Aparecerá un menú contextual, que nos ofrecerá la agrupación o alineación de los componentes y la posibilidad de realizar una reacción entre ellos:

Añadir reaccion quimica

Añadir reacción química en GChemPaint

El menú contextual del editor, nos ofrece además otros valiosos recursos, siguiendo con la tónica de nuestra molécula de benceno, veamos que nos ofrece:

Menu contextual benceno

Menú contextual del editor en una molécula de benceno

Vaya, os habéis fijado en la ruta Molecule -> Open in a calculator?

Menú_007

Menú contextual Molecule -> Open in Calculator

Como anteriormente he referido, a este autor le gusta el uso transversal de sus programas:

Chemical calculator_008

Chemical calculator abierta desde GChemPaint

Solamente nos resta estudiar, los distintos tipos de menús que ofrece nuestro editor para ayudarnos a gestionar el software, junto con su barra de herramientas para acceso rápido a ciertas funciones.
En primer lugar, observamos su menú File, donde encontraremos componentes para generar, abrir, guardar, imprimir o salir del programa:

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Menú File en GChemPaint

En segundo lugar, observamos su menú Edit, donde encontraremos items para deshacer, rehacer, cortar, copiar, pegar, limpiar (memoria de edición, no el editor), seleccionar y por último las preferencias del editor, a las que echamos un breve vistazo:

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Menú Edit en GChemPaint

GChemPaint Preferences_003

Ventana Preferencias en GChemPaint

En las preferencias podemos observar que, este paquete nos ofrece la posibilidad de gestionar tres temas distintos de presentación. Por defecto, su tema es GChemPaint.

En tercer lugar, observamos su menú View, donde nos ofrece la posibilidad de aplicar más o menos zoom a nuestro editor y así tener un control más óptimo de nuestras formulas:

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Menú View en GChemPaint

En cuarto lugar, observamos su menú Tools, que nos ofrece una interesante gestión de los residuos generados en las reacciones formuladas:

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Menú Tools en GChemPaint

Residues_006

Gestión de residuos en GChemPaint

Podemos introducir la gestión de un residuo nuevo, como observamos en la captura anterior, o podemos modificar las plantillas de residuos existentes, como observamos en la siguiente captura:

Residuos

Lista predefinida de gestión de residuos en GChemPaint

En quinto lugar, observamos su menú Windows:

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Menú Windows en GChemPaint

Y en sexto y último lugar, observamos su menú Help, que como en todos los paquetes anteriores, nos proporciona ayuda de uso para este programa:

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Menú Help en GChemPaint

En su parte inferior, tenemos una barra de acceso rápido para ciertas funciones:

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Barra rápida de acciones en GChemPaint

Finalizamos con este paquete, y procedemos a analizar el último paquete, en este artículo.

VISOR DE ESTRUCTURAS CRISTALINAS (GCrystal)

Al igual que sucedía con GChemPaint, este paquete tiene tendencia a unirse con el grupo de utilidades químicas GCU (Gnome Chemistry Utils).
Esa es la decisión del autor de todos los programas GNOME que aparecen en este post, Jean Bréfort, unificar todo su creación de software químico.
Pero, actualmente, la instalación se realiza de manera independiente.

Abrimos nuestro Centro de software o nuestro Gestor de paquetes Synaptic, y realizamos la búsqueda de su nombre, gcrystal:

Centro de software de Ubuntu_001

GCrystal en Centro de Software

Gestor de paquetes Synaptic _002

GCrystal en Gestor de paquetes Synaptic

Encontramos nuestro programa en la ruta Aplicaciones -> Ciencia -> GCrystal:

Menú_003

Aplicaciones -> Ciencia -> GCrystal

Esta herramienta cristalográfica, es un visualizador ligero de estructuras cristalinas, y además se puede utilizar perfectamente como constructor de éstos.
Material cristalino: Es aquel en el que los átomos se estructuran en redes basadas en la repetición tridimensional de sus componentes. A la estructura que se repite se la denomina célula o celda cristalina.

Acerca de gcrystal_004

Acerca de GCrystal

Gnome Cristal_005

Visualizador cristalográfico

Este paquete funciona con los siguientes formatos:

    Formatos admitidos por GCrystal:
  • Crystallographic Information Format (*.cif)
  • Crystalline structure model

Esperándonos en la red, existen varios repositorios de modelos cristalinos. Sobre todo en formato CIF, donde existen bases con un gran volumen de estas estructuras.
Os pongo un enlace desde donde os podéis descargar muchos ejemplos:

CRYSTALLOGRAPHY OPEN DATABASE

Una vez descargados, los podemos abrir y visualizar desde nuestro visor:

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Estructura cristalina en GCrystal

De la misma manera que GChem3D, estos modelos son manejables con el cursor de nuestro ratón y podemos desplazarnos por su estructura a nuestro deseo:

Cristal

Estructura cristalina en movimiento

Procedamos, ahora, a visualizar sus diferentes menús.
En primer lugar, nos encontramos con su menú File, desde donde podemos gestionar acciones tales como abrir, guardar, imprimir y salir del modulo.

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Menú File en GCrystal

En segundo lugar, nos encontramos con su menú Edit, desde donde podemos gestionar las preferencias del paquete:

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Menú Edit en GCrystal

Preferences_009

Preferencias de GCrystal

Las preferencias que podemos modificar van relacionadas con la visualización e impresión del modelo.

En tercer lugar, nos encontramos con un menú muy interesante, Crystal. Y nos detenemos a analizarlo, con mayor profundidad, puesto que este menú es sirve como constructor de modelos cristalinos.

SinNombre1_010

Menú Crystal en GCrystal

    Elementos del menú Crystal:
  • Lattice: Enrejado o entramado. Desde este menú podemos decidir que aspecto tendrá la estructura repetida dentro de un orden en nuestro cristal
Cell_011

Ventana Lattice en GCrystal

Podemos desplegar la lista Red, para elegir el patón que más convenga a nuestros deseos:

Lista patrones

Lista de patrones Lattice en GCrystal

  • Atoms: Definición de los elementos del cristal y su posición dentro de la celda cristalina
Átomos_012

Ventana Atoms en GCrystal

Las coordenadas x, y, z decidirán en que lugar de la celda cristalina irá el átomo, por ejemplo, en las coordenadas 0, 0, 0 se representará el átomo en el vértice, y con las coordenadas 5, 5, 5 se representará el átomo en el centro de la celda.

Podemos incluso elegir que tipo de enlaces formarán dichos átomos:

Átomos_013

Selección de enlaces en ventana Atoms de GCrystal

  • Bond and lines: Visualización de enlaces y bordes de la estructura
Lines_014

Ventana Lines en GCrystal

  • Size: Definición del tamaño de la celda cristalina
Crystal size_015

Ventana Size en GCrystal

Clivajes_016

Ventana Clivajes en GCrystal

Atendiendo a todas estas definiciones de propiedades cristalográficas, podemos construir cualquier modelo cristalino.

En cuarto lugar, nos encontramos con su menú View, desde donde podemos gestionar las preferencias de visualización:

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Menú View en GCrystal

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Configuración de vista en GCrystal

En quinto lugar, nos encontramos con su menú Windows, desde donde podemos abrir nuevas ventanas o cerrar la ventana en la que nos encontramos:

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Menú Windows en GCrystal

Y en sexto lugar, no podía faltar nuestro menú Help, para poder entender mejor el uso de este fantástico modulo.

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Menú Help en GCrystal

Y para el próximo post, construcción y visualización de moléculas biológicas complejas y secuenciación de genes.

Epidemia de pingüinos. Pandemia de ñus…

Espero que os haya gustado.