Clases teóricas
Tema 1: Introducción histórica a la cristalografía. Los cristales como entidad repetitiva. Descubrimiento de los rayos X y del fenómeno de difracción. Orden en materiales y propiedades. Experiencia de Laue. Definición clásica y actual de cristal. Resolución de la estructura del cloruro de sodio. Monocristales y policristales. Materiales amorfos. Hitos de la cristalografía. Limitaciones. Cristalografía en Argentina y en la región. La Unión Internacional de Cristalografía.
Tema 2: Equipamiento en cristalografía. Generación, colimado y monocromatización de rayos X. Difractómetros de monocristal. Sincrotrones. Líneas de cristalografía. Detectores. Sistemas de enfriamiento de cristales y de depósito y recuperación automáticos de muestras.
Tema 3: Estructura y función de proteínas. Expresión y diseño de construcciones proteicas para cristalización. Bases de datos para la obtención de la región de ADN que codifica la proteína de interés. Programas de predicción de solubilidad y cristalización. Mejoramiento de construcciones. Consideraciones a tener en cuenta para la elección del sistema de expresión y purificación procariota o eucariota. Purificación por cromatografía. Ejemplos prácticos.
Tema 4: Base de datos del PDB. Estadísticas y búsquedas. Representación de estructuras y mapas de densidad electrónica para publicación. Programas más utilizados. Métodos de cristalización de proteínas. Microdiálisis. Batch. Difusión de vapor en gota colgante o sentada. Ventajas y desventajas de cada caso. Composición de las soluciones de cristalización. Kits comerciales. Cribado robótico. Visualización automática de gotas de cristalización. Optimización del crecimiento cristalino. Micro y macroseeding. Preparación de las muestras cristalinas para su medición. Capilares. Loops. Dewars. Pucks. Crio-cristalografía.
Tema 5: Estrategias de medición. Método de rotación. Helical scanning. Algoritmos para el centrado de muestras. Fine-slicing y recomposición tridimensional de spots de difracción. Goniómetros kappa. Ventaja de fuentes microfoco. Indexación, integración y escalado de datos de difracción.
Tema 6 : Simetría cristalina. Conceptos de celda unitaria, sistema cristalino y unidad asimétrica. Elementos de simetría. Interferencia y difracción de rayos X por dos electrones. Extensión del fenómeno a átomos, moléculas, celdas unitarias y cristales. Concepto de red directa y recíproca. Factor de forma atómico y factor de estructura. Descripción vectorial y compleja. El problema de las fases. Condiciones de Laue e Indices de Miller. Transformada de Fourier. El problema de las fases. Métodos de resolución: reemplazo isomorfo, dispersión anómala y reemplazo molecular. Función de Patterson. Ley de Friedel. Mapas de densidad electrónica. Modelado y refinamiento estructural. Búsqueda, reconocimiento y corrección de errores. Validación. Depósito de las estructuras en el Protein Data Bank. Análisis estructural.
Trabajos Prácticos de Laboratorio y Clases de Resolución de Problemas
Estarán a cargo del Director del Curso y de los Profesores colaboradores.
Práctico 1. Trabajo práctico de cristalización de lisozima de clara de huevo de gallina por los métodos de difusión de vapor en gota sentada y microseeding. Visualización y manipulación de los cristales obtenidos.
Práctico 2. Trabajo práctico computacional de resolución de la estructura de lisozima de clara de huevo de gallina por reemplazo molecular (primera parte): Visualización de imágenes de difracción y sus spots. Indexación. Integración. Conceptos de completitud, señal sobre ruido, redundancia, coeficiente de correlación, spots totales y únicos. Obtención de un archivo MTZ final con módulos de factores de estructura.