Ciència 2.0

marzo 22, 2009

En el següent podcast, el prof. Ben Shneiderman del Department of Computer Science de la Universitat de Maryland, fa reflexions sobre el que coneixem com a ciència 2.0. Tot i tractar-se d’un podcast una mica llarg, podem extreure’n les principals idees que Shneiderman vol transmetre.

Què és la ciència 2.0?

Seria l’ús de totes les aplicacions que ens proporciona la xarxa per a desenvolupar la ciència com a tal.

Les eines que ens proporciona internet poden ser de caràcter social (xarxes socials, fòrums de debat, etc.), informatiu (llibreries, Wikis, etc.), específics (revistes científiques especialitzades, etc.). Però per poder aplicar tots aquests elements a la ciència, necessitem col·laboració.

Per poder utilitzar totes aquestes possibilitats necessitem un canvi en la manera d’entendre la ciència, ja que per a una ciència 2.0 fomentada i construïda a partir de totes aquestes eines hem de tenir una concepció més cooperativa, és a dir, hem d’aprendre a col·laborar més com a societat per poder extreure tot el potencial que ens ofereix la ciència 2.0. Sense una bona col·laboració de tots els usuaris, quin sentit tindrien les xarxes socials? O què en seria de la Vikipèdia? Es tracta d’un paràmetre associat, podríem dir que intrínsecament, al (bon) funcionament del que ha de ser una ciència 2.0.

Tot això està molt bé, però, vol dir que hem de substituir la ciència “de tota la vida” per aquesta 2.0? No. Els que vol ser la ciència 2.0 és un complement a la ciència tal i com està concebuda per poder potenciar el treball en equip, el que dèiem sobre la col·laboració, que ha de portar a poder adquirir uns coneixements majors, és a dir, que repercuteix directament sobre l’educació i sobre les competències que un científic pot tenir.

Un exemple clar: fins fa uns anys (jo no ho he viscut, però són molts els professors que me m’han parlat) per poder consultar un article científic d’una revista especialitzada, s’havia d’anar a la biblioteca de la Central, a Barcelona, buscar, buscar i buscar, i per fi poder consultar en paper. Actualment, podem consultar online qualsevol article de qualsevol revista, i a més, se’ns proporciona la possibilitat de poder contactar al moment amb els autors, per exemple via e-mail. Aquest només és un petit exemple de com ens han d’ajudar les noves eines per poder integrar una ciència 2.0 a la ja coneguda per poder divulgar coneixements, fomentar la cooperació i col·laboració entre científics i fer més accessible tota la informació que comporta l’avenç de la ciència.

Anuncios

Política 2.0

marzo 22, 2009

Veient el podcast del President del Parlament de Catalunya, se’m passen tantes coses pel cap..

M’agrada que la política es posi al dia pel que fa ales noves tecnologies, la gent del carrer hem de tenir l’oportunitat de poder seguir “en viu” o “en directe” el que es decideix en el nostre nom, no tan sols el que els medis de comunicació ens fan arribar més maquillat de color vermell o més maquillat de color blau. Hem de tenir la informació totalment objectiva al nostre abast per poder formar la nostra pròpia opinió sense que aquesta estigui contaminada d’avantmà. És cert, que necessitàvem quelcom que ens fes arribar tota la informació sense talls ni filtres.

M’agrada també que es pugui generar un debat, una discussió, entre els internautes catalans sobre la política que es fa al nostre país, i si més no, que se’ns ofereixi aquesta oportunitat.

És cert, però, que tenim una visió dels polítics molt diferent a la que Benach en aquesta intervenció ens vol fer arribar. Ens parla d’una política propera, pròxima als ciutadans. Qui més lluny de nosaltres, la gent del carrer, que els polítics! – pensem molts.- Persones que surten per televisió amb cotxes oficials pagats per tots amb un munt d’extres de milers d’euros (justament, qui ha anat a parlar, eh?). És per això que, sincerament, penso que la política 2.0 ens pot acostar als vertaders polítics, a les persones com tu i com jo, que fan la seva feina amb responsabilitat (o no), i que ens poden explicar, de debò, la feina que desenvolupen en nom de tots els ciutadans, a través dels blogs personals o les xarxes socials. És un punt de partida per trencar les aquestes “barreres” de les que també parla Benach.


2 IUPAC + NIST —> InChI

marzo 22, 2009

Hem parlat a una entrada recent sobre una nomenclatura de molècules anomenada SMILES. Cal dir, però, que recentment, la International Union of Pure And Applied Chemistry, IUPAC pels amics, ha desenvolupat un nou tipus de codi que pretén ser universal per a nomenar i identificar les molècules a nivell global. Aquesta nova identificació desenvolupada durant el període compres entre els anys 2000 i 2005, va ser anomenat InChI (International Chemical Identifier). Juntament amb la IUPAC, també va col·laborar el NIST, National Institute of Standards and Technology de Estats Units.

Aquest codi es troba implementat en la majoria d’applets i programes de visualització i disseny molecular, i el software propi desenvolupat per la IUPAC és totalment gratuït.

La forma d’escriure el codi d’una molècula mitjançant aquests algoritmes ja programats, permet descriure la molècula en qüestió amb tota la informació necessària per a reproduir-la exactament igual en qualsevol lloc (utilitzant qualsevol programa). La informació compresa va des dels àtoms que la formen i la seva conectivitat fins a la forma tautomèrica, passant pels isòtops que tenim, l’estereoquímica o la carrega electrònica. Aquest codi InChI proporciona més informació que la notació SMILES, però té un inconvenient: no por descriure molècules en 3 dimensions. Per poder treballar amb molècules amb 3 dimensions necessitem utilitzar el format PDB (Protein Data Base).

Normalment un codi InChiKey, un InChI reduït digitalment fins a 25 caràcters, no és comprensible a simple vista, ja que els algoritmes que el generen condensen la informació de la molècula. Tot i així s’utilitza més degut a la seva mida més petita (menys caràcters per descriure la mateixa molècula). Existeix, però, una possibilitat molt petita de que dos molècules diferents tinguin el mateix InChIKey, tot i això, a les bases de dades actuals amb més de 50 milions d’estructures encara no ha aparegut cap codi duplicat.

El codi InChIKey permet representar la majoria de compostos químics a les webs per obtenir bons resultats a les cerques, ja que utilitzant únicament .gif no les podrem trobar via cercador i amb un codi InChI complet seria massa llarg per les estructures més complexes.

La nomenclatura que segueix un codi InChI es troba totalment descrita al següent link. Uns quants exemples de nomenclatura InChI per a molècules generats amb ChemSketch poden ser:

Exemples de nomeclatura InChI per a molècules generats amb ChemSketch

Exemples de nomeclatura InChI per a molècules generats amb ChemSketch


I tu, que ja somrius?

marzo 22, 2009

Segur que a molt poca gent li farà gràcia una molècula. Als químics, i sobretot als estudiants, en moltes ocasions ens treuen de polleguera. És per això que fa encara més gràcia tenir un codi per definir una molècula anomenat SMILES (de l’anglès: Somriures). Segur que algú no sap què és un codi SMILES, ni que representa (d’acord, defineix una molècula química, ho acabem de dir!). Jo tampoc ho sabia fins fa unes poques setmanes.

El codi SMILES (anglès: Simplified Molecular Input Line Entry Specification) és una forma de representar l’estructura química de qualsevol molècula utilitzant caràcters alfanumèrics de tipus ASCII (anglès: American Standard Code for Information Interchange), que és un codi estàndard per a l’intercanvi d’informació.

La majoria d’editors moleculars poden interpretar el codi SMILES per a transformar-lo en l’estructura corresponent (com és el cas dels applets dels que s’ha parlat en l’entrada anterior en aquest blog). Recentment (2006) la IUPAC va introduir la codificació InChI com un nou estàndard per a la representació de les estructures moleculars per substituir el codi SMILES, però aquest té l’avantatge de ser més intel·ligible a la lectura i interpretació.

Generalment, una única molècula pot ser descrita de manera correcta de diferents maneres utilitzant la metodologia SMILES (exemple de l’etanol: CCO, OCC y C(O)C). Tot i això, cada cadena SMILES és única per a cada molècula, fet que garanteix el bon funcionament d’aquesta nomenclatura. A més, la notació SMILES permet l’especificació de estereoisòmers, però degut a la major complexitat, les cadenes SMILES que codifiquen aquest tipus d’informació són més complicades i difícils de desxifrar a simple vista.

Amb aquest codi, cada àtom està representat per l’abreviatura de cada element químic (el símbol que trobem a la TP) entre claudàtors, ja que si no els posem, s’assumeixen automàticament el nombre propi d’àtoms d’hidrogen implícits: ocupem la valència de l’àtom amb H (codi SMILES de l’aigua: O , ja que els H hi són implícitament). Pels elements típicament orgànics (C,H,O,N,S,F,etc.) quan formen part de compostos orgànics, no cal escriure’ls entre els claudàtors.

Assumim també que els enllaços seran sempre simples si no s’indica el contrari, i s’entén que els àtoms enllaçats són aquells que estan adjacents a la cadena SMILES. Tot i això, també es pot indicar una conectivitat entre àtoms no adjacents a la cadena per tancar un anell, per exemple. Per representar dobles i triples enllaços, hem d’introduir els símbols “=” i ” #”, respectivament, entre els àtoms corresponents. Per indicar que es tracta d’àtoms aromàtics, el que hem de fer és escriure el seu símbol en minúscula (i per defecte, els enllaços entre àtoms aromàtics, seran també aromàtics). I volem introduir ramificacions, únicament els hem d’escriure entre parèntesis al costat de l’àtom ramificat.

Per especificar l’estereoquímica d’un compost, s’utilitzen diferents mètodes: “/” i “\” per indicar la configuració d’un doble enllaç , exemple F/C=C/F (confòrmer E); @ o @@ per indicar la quiralitat d’un centre estereogènic (C) , on @@ indica sentit horari i @ sentit antihorari (és molt important, però, tenir en compte l’ordre en que estan escrits els substituïents a la cadena SMILES).

Tal i com hem vist, aquesta nomenclatura SMILES ens permet descriure perfectament una molècula d’una manera intuïtiva i no gaire complexa, tot i que com més complexitat té la molècula, evidentment, més complexitat tindrà la cadena SMILES. Tot seguit, uns exemples de SMILES generats amb el programa ChemSketch:

Exemples SMILES


Juguem a ser Déu: crear, modelar i visualitzar.

marzo 22, 2009

Si Déu és Déu per haver creat el món, i el món està format d’àtoms que s’agrupen per a formar molècules, si nosaltres podem crear molècules, serem Déu, no? Bromes a part, anem a parlar una mica sobre alguns programets que ens ajuden als químics a tenir una vida una mica més fàcil.

Personalment no coneixia els anomenats Applets Java per a visualització i disseny molecular. Fins ara, únicament havia treballat amb software pel qual es necessita una llicencia, és a dir, de pagament. Ara, gràcies a l’assignatura de Tècniques de comunicació aplicades a la química, he descobert uns quants applets java gratuïts, entre ells, JMOL, JchemPaint i MolSoft ICM Browser.

Ja he pogut mirar-los una estona i “jugar” una mica amb ells per comprovar les possibilitats que ofereixen.

Possiblement, una de les opcions que més m’han sorprès i m’han agradat, és el fet de que, al treballar via internet (són applets java que també es poden utilitzar via web) permeten dibuixar estructures ja conegudes introduint solament el número CAS de la molècula, la fórmula, o directament el nom d’una proteïna. El mateix aplet busca l’estructura que li demanes a les bases de dades via internet, i et printa gràficament el que hauries tardat hores a construir (o dies, com és el cas de les proteïnes i la base de dades PDB: exemple MolBrowser).

Quan ja tenim l’estructura que buscàvem, podem guardar-la en diversos formats, depenent del que més ens interessi en aquest moment: .jpg, .pdf, .xyz, etc.

Una altra particularitat d’aquests programes és que un cop dibuixada la molècula en qüestió, pots demanar que et generin automàticament el seu corresponent codi InChI o SMILES. Es tracta d’una eina molt interessant, sobretot per caracteritzar molècules una mica més complexes, difícils d’anomenar a simple vista.

Exemple de visualització d'una molècula complexa amb MolBrowser: una proteïna (Nitrogenasa)

Exemple de visualització d'una molècula complexa amb MolBrowser: una proteïna (Nitrogenasa)

Tot i aquestes característiques que són les que més m’han sorprès, aquests tipus d’applets també ofereixen les possibilitats més típiques dels programes de visualització i disseny molecular: modificació de distàncies d’enllaç, angles, dihedres, visualització dels modes de vibració, etc. Però, l’avantatge que tenen és que no es necessita un ordinador molt potent per poder-los utilitzar, ni necessitat de pagar una costosa llicència (ChemCraft, GaussView, etc.) per fer-los servir. A més, al trobar-se en codi obert, les actualitzacions i millores són constants, per poder minimitzar els possibles errors de programació. Es tracta de petits grans programes, gratuïts, i senzills d’aprendre a utilitzar. Tot seguit els links, per si algú vol “jugar” una estona amb les molècules!

Jmol

ChemPaint

MolBrowser