Revolución en el diseño molecular: descubren hélices duales con quiralidad controlable

MadridInvestigadores de la Universidad de Ciencia de Tokio han realizado un importante hallazgo al crear un nuevo tipo de molécula denominada monometalofóldameros de doble hélice. Estas moléculas pueden cambiar de forma, lo que las hace extremadamente útiles. Además, son estables y fáciles de controlar. Este descubrimiento podría abrir la puerta a múltiples aplicaciones, como la creación de materiales con propiedades ajustables y el desarrollo de nuevos sistemas de procesamiento de información a nivel molecular.

La innovación consiste en un complejo con un único ion metálico en el centro de hélices. La estructura puede cambiar la dirección de su enrollamiento, ya sea hacia la izquierda o hacia la derecha, según el solvente utilizado. Esta capacidad permite la creación de materiales con propiedades \textbf{quirales} específicas según las condiciones externas.

Características destacadas de estos monometalofoldámeros incluyen:

• Helicidad conmutable en respuesta a solventes aquirales
• Alta estabilidad y capacidad de ajuste
• Potencial para replicar y transmitir propiedades quirales

Este hallazgo representa un avance significativo en los materiales quirales. Las moléculas tradicionales en forma de espiral generalmente no pueden cambiar su dirección de giro con facilidad, y mucho menos de manera controlada. Este descubrimiento podría abrir nuevas formas de manejar estructuras complejas, similares al ADN, pero con potencialmente mejores características.

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El equipo dirigido por el Profesor Hidetoshi Kawai utilizó cadenas con unidades en forma de L para crear estructuras helicoidales. La cristalografía de rayos X reveló que estas estructuras forman una doble hélice con un catión de zinc en el centro. Su investigación demostró que estas hélices podían desplegarse a altas temperaturas y volver a plegarse a temperaturas más bajas, evidenciando una estabilidad dinámica.

Estos hallazgos tienen aplicaciones prácticas. En disolventes no polares como tolueno, hexano o éter dietílico, las hélices adoptan una forma levógira (forma M). En disolventes básicos de Lewis como acetona o DMSO, cambian a una forma dextrógira (forma P). Al agregar cadenas quirales a una hebra de la hélice, se puede transferir esta quiralidad a una hebra no quiral, fortaleciendo la señal quiral.

Esta capacidad de cambio y transmisión quiral sugiere múltiples usos emocionantes:

• Creación de sensores quirales avanzados
• Desarrollo de materiales con propiedades ópticas conmutables
• Innovadoras soluciones para sistemas de procesamiento de información molecular

Controlar la forma de las moléculas puede ayudar a crear sistemas organizados similares a los de la naturaleza. Esto puede llevar a avances en la ciencia de materiales y la biología sintética. Este descubrimiento es un paso importante hacia la creación de sistemas moleculares artificiales que funcionen tan bien como el ADN natural.