Boletín
UNAM-DGCS-600
Ciudad Universitaria
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INFLUYEN LAS
MATEMÁTICAS EN TODAS LAS ÁREAS DE LA BIOLOGÍA
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Señaló Marco Antonio José Valenzuela, del
Instituto de Investigaciones Biomédicas de la UNAM
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La Biología teórica usualmente se asocia con
bioestadística, biomatemáticas y biofísica, aunque hay áreas como
biocomputación y bioinformática
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Se buscan patrones o información que no es
visualmente aparente ni extraíble por métodos convencionales de análisis, dijo
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Participó en el Seminario Modelación matemática
y computacional, en el Instituto de Geografía
Las matemáticas influyen en
todas las áreas de la biología, como la botánica, paleontología o embriología,
pues le ayudan a resolver los problemas planteados por esas disciplinas, afirmó
Marco Antonio José Valenzuela, del Instituto de Investigaciones Biomédicas
(IIBm) de la UNAM.
Al dictar la conferencia La
sorprendente eficacia de las matemáticas y la física en las ciencias biológicas,
señaló que la Biología teórica es una rama de la ciencia que busca principios
generales de los fenómenos o procesos de la vida.
En general, su método consiste
en formular preguntas o plantear una hipótesis biológica y tratar de darle una
solución con el uso de las matemáticas y la física, agregó al participar en el
Seminario Modelación matemática y computacional, organizado en el Instituto de
Geofísica.
Usualmente se le asocia con bioestadística,
biomatemáticas y biofísica, aunque recientemente existen biocomputación y
bioinformática. El uso más común de las matemáticas en este campo es, en primer
lugar, el de la estadística, relacionada con el diseño experimental para la
generación de conocimiento, subrayó el jefe del grupo de Biología Teórica del
IIBm.
En este caso, precisó el
también matemático, se requiere múltiple información del fenómeno biológico que
se estudia. Por ejemplo, cuando comenzó el VIH-Sida se precisaban muchos datos
para hacer inferencias sobre cómo podía ser su transmisión y población
expuesta.
Cuando se tiene un mayor
conocimiento del fenómeno abordado se puede hacer uso de la teoría de
probabilidad. Entonces es posible hacer pronósticos que resultan estables en
corto y mediano plazos. Cuando se sabe la historia de vida del hecho analizado
se usa la matemática o la física para desarrollar un modelo que permita hacer
deducciones, pero sobre todo, dijo, predicciones generales.
Las señales biológicas, en
general, son complejas. Empero, sostuvo José Valenzuela, un sistema sencillo
puede manifestar dinámicas complejas, con propiedades emergentes que se logran
auto-organizar; así, con una, dos o tres variables a lo más, se describe la
esencia de una situación.
El uso de la matemática en las
ciencias biológicas, recordó, se compara con lo que pasó en física con la
secuencia clásica de Brahe-Kepler-Newton. El primero observó los hechos, la
posición de los astros en el universo; el segundo determinó patrones que daban
coherencia a esas observaciones, y el tercero estableció las leyes
fundamentales que explican tales estructuras.
En ese sentido, afirmó, se buscan esquemas escondidos de
las dinámicas observadas, es decir, información que no es visualmente aparente
ni extraíble por métodos convencionales de análisis, como podría ser la
suposición tácita de sistemas lineales.
Marco José Valenzuela indicó que
ha trabajado cuatro líneas de investigación. La primera de ellas es la
biofísica molecular de la unión de ligandos a receptores, fenómeno universal en
la biología; la epidemiología matemática; análisis y modelación de variabilidad
de la frecuencia cardiaca, y genómica evolutiva.
Para su estudio se utiliza la
biología física, termodinámica estadística y sistemas complejos, así como la
teoría de grupos, agregó.
Por su parte, Eberto
Morgado Morales, investigador del Departamento de Matemáticas de la Universidad
Central Marta Abreu de las Villas, en Santa Clara, Cuba, habló de la Evolución
del código genético universal. Un enfoque de álgebra y geometría.
El experto en
bioinformática –quien realiza una estancia de investigación en esa entidad–
expuso que desde tiempos inmemoriales el hombre ha tratado de explicar su
propio origen y el universo en que vive, qué somos, de dónde provenimos, si
hubo un inicio o el universo ha existido siempre.
Se vive en un espacio
tridimensional, “pero si se incluye la variable del tiempo, pueden
representarse los sucesos físicos, los hechos incluso biológicos, como
cuartetos de número reales donde las tres primeras coordenadas representan el
lugar, y la cuarta el tiempo. A este conjunto de cuaternas se le llama el
espacio-tiempo”, refirió.
Enfatizó que la hipótesis
evolutiva es aceptada. Pero si esa evolución se dio, es lógico pensar que el
código genético universal actualmente
conocido, también haya sufrido ese proceso. Es decir, no siempre ha sido como
lo conocemos ahora, formado por 64 tripletes o codones, 61 de los cuales
codifican para 20 aminoácidos.
Su correspondencia
representó un gran problema científico: el desciframiento del código genético,
aclaró el investigador cubano. “Se ha tenido la idea de aplicar las estructuras
algebraicas al código genético y modelar las mutaciones, las transformaciones
que ocurren en los tripletes –sustituciones de unos péptidos por otros–, y que
producen alteraciones en los aminoácidos y en las proteínas”.
Tales variables tienen gran
trascendencia. Suponen que la evolución de dicho sistema se ha producido por
mutaciones a partir de un código más pequeño. “Esa es nuestra hipótesis, que
evoluciona a partir de otro, primitivo, de solamente 16 tripletes”, concluyó.
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FOTO 1
Las matemáticas
influyen en todas las áreas de la biología, como la botánica, paleontología o
embriología, afirmó Marco Antonio José Valenzuela, del IIBm de la UNAM.
FOTO 2.
Marco Antonio
José Valenzuela, del Instituto de Investigaciones Biomédicas de la UNAM, dictó
la conferencia La sorprendente eficacia de las matemáticas y la física en las
ciencias biológicas.