Proyecto BIOROM

BIOROM

La implementación del software RASMOL en la Escuela de Biología en el año 2008 tuvo tanto éxito, no solo por el beneficio como herramienta educativa sino también por su efecto impulsor de la evaluación de otras Tecnologías de información y comunicación (TICs) para Ciencias Biológicas. El uso de RASMOL nos llevó como CEITICB a descubrir, descargar y evaluar otro recurso educativo de enorme valor: el BIOROM.

BIOROM

BioROM es un recurso web enorme (y descargable) que reúne  el material preparado por profesores de varias universidades iberoamericanas con el objeto de facilitar la docencia y el estudio de la bioquímica, la biotecnología y la biología molecular. Una parte importante de su contenido se dedica al manejo de modelos moleculares tridimensionales informatizados, para comprender más fácilmente la estructura de las biomoléculas. El BioROM incluye al proyecto  Biomodel. Biomodel es un recurso web  de apoyo al estudio de Bioquímica y Biología molecular, creado y  mantenido por Ángel Herráez, Profesor Titular de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Alcalá  de España, en colaboración con otras universidades. Contiene modelos moleculares interactivos que, junto con texto explicativo y comandos prestablecidos ilustran la estructura tridimensional de las biomoléculas y su dinámica. Biomodel muestra lo modelos utilizando Jmol.

Jmol es un programa similar a Rasmol, permite la visualización de modelos moleculares en páginas web a partir de archivos incluidos en las mismas. Los archivos son leídos por Jmol que tienen formatos correspondientes a distintos programas de visualización molecular como Rasmol. Para poder visualizarlos con Jmol es necesario tener instalado el programa Java. 

En los últimos años se ha vuelto más común la presentación de modelos moleculares mediante aplicaciones de ayuda o plug-in para exploradores web como Chemscape Chime, y el applet Jmol , aplicación dependiente de Java (Muzyka, 2008). El uso de Visualización de Modelos Moleculares en páginas web, mediante el uso de Plug-in o applet, ha avanzado mucho en los últimos años (Stueker, Brunberg, Fels, Borkent, & Rooij, 2003). Estas opciones permiten no solo desplegar los modelos moleculares sino también mostrar información científica referente a los mismos, y desplegar de forma automática secuencias que resaltan características importantes de una molécula. La posibilidad de mostrar explicaciones y botones para resaltar las características estructurales dentro de una página Web hace a  Chime y Jmol más útil que RasMol con fines didácticos. (Muzyka, 2008).

Estas herramientas de visualización se centran en mejorar la capacidad de los estudiantes al visualizar en pantalla moléculas interactivas, que junto con el texto y la activación de botones resaltan las características estructurales o ejecutan animaciones apropiadas. Haciendo disponible en la Web imágenes generadas por computadora, sin necesidad de que los estudiantes aprendan a usar el software para visualizar estos modelos moleculares, lo vuelve de más fácil acceso a los estudiantes, además de ser rentable (Muzyka, 2008).

Las dificultades relacionadas  con el uso de plug-ins han llevado a muchos autores de sitios Web a cambiar el uso  de chime por  Jmol (Muzyka, 2008).

Otro aspecto importante con la Visualización de Modelos Moleculares es el tema de las reacciones químicas.  Las reacciones orgánicas siguen un número limitado de reglas definidas por mecanismos de reacción específicas. Lo más conveniente para el estudio de estos mecanismos es estudiarlos como un conjunto y no de forma individual cada uno de ellos. Aspectos y secuencias de etapas múltiples estereoquímicas reacciones pueden ser difíciles de visualizar en la pizarra (Stueker, Brunberg, Fels, Borkent, & Rooij, 2003). A diferencia de las animaciones normales, las moléculas animadas desplegadas con Jmol se pueden manipular en tres dimensiones, lo que permite a un estudiante obtener una mejor perspectiva sobre cómo las estructuras químicas cambian  al ocurrir una reacción específica. (Muzyka, 2008)

Actualmente el  software de modelado molecular se puede utilizar para modelar mecanismos de reacción desde los compuestos iniciales, estados de transición y etapas intermedias hasta los productos finales. Con el  uso de un software especial, los mecanismos de reacción pueden ser modelados y animados. Estas animaciones pueden proporcionar un mejor medio de visualizar las reacciones orgánicas (Stueker, Brunberg, Fels, Borkent, & Rooij, 2003).

En el año 2008, se inició  en la Escuela de Biología la evaluación del BIOROM como recurso educativo; motivado en gran parte por el potencial que este mostraba para el estudio de la estructura de moléculas de importancia no solo para las asignaturas Biología General, Biología Médica, Biología General II, sino también para las asignaturas de Genética para Biología y Genética Médica. A finales del año 2009 a iniciativa del CEITICB y del cuerpo de docentes de la asignatura Genética Médica, el CEITICB prepara una práctica para la asignatura de Genética Médica utilizando el BIOROM, en la que los estudiantes conocerían características sobresalientes de moléculas importantes en el estudio genético. Esta práctica se implementó por primera vez el primer período del año 2009.

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Estudiantes de la Carrera de Medicina visualizando modelos moleculares en la asignatura Genética Médica utilizando el software JMOL mediante el BIOROM. 

La implementación de la práctica para Genética Médica utilizando el BIOMODEL contenido en el BIOROM,  demandó la instalación de este recurso en un servidor interno del Datacenter de la UNAH, lo que impulsó la creación de la primera Intranet de la Escuela de Biología. Gracias al proyecto "Plataforma Tecnológica de la UNAH" dirigido por la Dirección Ejecutiva de Gestión Tecnológica (DEGT) y financiado por la cooperación Sueca (ASDI) la intranet fue accesible en la UNAH  a nivel nacional, incluyendo todos los centros Regionales Universitarios. Desde entonces mas de 4000 estudiantes de las carreras de Medicina, Microbiología y Biología han utilizado el BIOROM y el software JMOL adquiriendo una mayor comprensión estructural de los compuestos biológicos más importantes en el estudio genético.

Gracias al éxito educativo de la práctica implementada  con los estudiantes de Genética, el CEITICB decide avanzar en el uso del BIOROM y prepara una práctica especial para la asignatura Biología II, implementado el uso de lentes anaglifos para visualizar modelos moleculares utilizando la opción de imagen anaglifa que brinda el software JMOL. Esta práctica se realizo por primera vez el segundo periodo del año 2011.

 

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Estudiantes de la Carrera de Biología visualizando modelos moleculares  anaglifos en la asignatura Biología II utilizando el software JMOL mediante el BIOROM.

 Debido a los riesgos de seguridad en algunas aplicaciones JAVA mediante exploradores web y diferentes inconvenientes de compatibilidad, el desarrollo de estas prácticas generaba continuamente problemas técnicos. Una nueva versión de JMOL fue lanzada por los desarrolladores, a esta versión se le ha denominado JSMOL, que permite visualizar modelos moleculares mediante exploradores sin la necesidad de instalar plugins. En el año 2015, y gracias al apoyo del Dr. Ángel Herráez de la Universidad de Alcalá España, y autor del BIOMODEL, se logra actualizar el BIOMODEL utilizado en las diferentes prácticas desarrolladas en la Escuela de Biología, a la versión que utiliza el JSMOL; eliminando de esta forma los diferentes problemas de compatibilidad.  

BIOMODEL

 

Bibliografia

Muzyka, J. (2008). Visualization Tools for Organic Chemistry.Journal of Chemical Education, 86 (2). Recuperado el 23 de mayo de 2014, de http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ed086p254

Stueker, O., Brunberg, I., Fels, G., Borkent, H., & Rooij, J. (2003). Web-Based Interactive Animation of Organic Reactions. Journal of Chemical Education, 80 (5). Recuperado el 24 de Mayo de 2014, de http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ed080p582

 

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