Modelos moleculares interactivos usando Jmol

IV JORNADA CAMPUS VIRTUAL UCM EXPERIENCIAS EN EL CAMPUS VIRTUAL: RESULTADOS Edi o es ALFREDO FERNÁNDEZ-VALMAYOR CRESPO Di ec o CV-UCM. P o eso Facul ad In o má ica UCM AMELIA SANZ CABRERIZO Comi é Di ección CV-UCM. P o eso a Facul ad Filología UCM JORGE MERINO GRANIZO In es igado Unidad de Apoyo Técnico y Docen e al CV-UCM COMITÉ DE ORGANIZACIÓN Vice ec o a de In o má ica y Comunicaciones Ma ía del Ca men Fe nández Chamizo Coo dinado es Ja ie Alda Se ano (Óp ica, UCM) Ampa o Ca asco P adas (Es udios Emp esa iales, UCM) Juan An onio In an e (Ma emá icas, UCM) Ana Fe nández-Pampillón (Filología, UCM) Jo ge Ga cía Seoane (Medicina, UCM) José Ca los de la Maco a (Odon ología, UCM) Ca los Ma ínez Hondu illa (Fa macia, UCM) Amelia Sanz (Filología, UCM) Emilio Suñé Llinás (De echo, UCM) Unidad de Apoyo Técnico y Docen e al Campus Vi ual (UATD-CV) Al edo Fe nández-Valmayo C espo Jesús C is óbal Ba ios Jo ge Me ino G anizo Miguel Pe al a Ma os Yolanda Roldán Ramí ez Rosa Sil ei a Pue as No es á pe mi ido la ep oducción o al o pa cial de es e lib o, ni su a amien o in o má ico, ni la ansmisión de ninguna o ma o po cualquie medio, ya sea elec ónico, mecánico, po o ocopia, po egis o u o os mé odos, sin el pe miso p e io y po esc i o de los i ula es del copy igh . © 2008 by los au o es © 2008 by Edi o ial Complu ense, S. A. Donoso Co és, 63 - 4.ª plan a. 28015 Mad id Tel.: 91 394 64 60/1. Fax: 91 394 64 58 [email p o ec ed] www.edi o ialcomplu ense.com P ime a edición: ene o de 2008 ISBN: 978-84-7491-905-9 Depósi o legal: M-3875-2008 Fo ocomposición: MCF Tex os, S. A. Imp esión: Top P in e Plus Diseño de cubie a: Cianu o C ea i osyanu o C ea i os Imp eso en España-P in ed in Spain MODELOS MOLECULARES INTERACTIVOS USANDO JMOL Ángel He áez Sánchez*, M.ª Jesús Mi ó Ob ado s**, E angelina Palacios Aláiz** [email p o ec ed]; [email p o ec ed]; [email p o ec ed] *Depa amen o de Bioquímica y Biología Molecula . Uni e sidad de Alcalá. **Depa amen o de Bioquímica y Biología Molecula II. Facul ad de Fa macia. Uni e sidad Complu ense de Mad id ———————–– INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS Los au o es o man pa e de un g upo de inno ación y mejo a de la calidad docen e desde el año 2005 y han desa ollado a ios PIMCD sub encionados po es a Uni e sidad Complu ense. Además, son miemb os del g upo BioROM, cons i uido po p o eso es de a ias uni e sidades ibe oame icanas que cada año publican un CD-ROM (BioROM) con los ma e iales didác icos elabo ados pa a acili a la docencia y el es udio de la Bioquí- mica, la Bio ecnología y la Biología Molecu- la . Una pa e impo an e de su con enido se e ie e al manejo de modelos molecula es i- dimensionales in o ma izados que pe mi en comp ende más ácilmen e la es uc u a de las biomoléculas, y en es e con ex o conside- amos que se ía muy in e esan e y ú il desa- olla un alle que pe mi ie a mos a el uso y la aplicación de es a he amien a didác ica en el CV-UCM. El empleo de medios in o má icos pa a examina de o ma in e ac i a modelos mo- lecula es idimensionales p esen a en ajas bien conocidas pa a el es udio y la enseñanza de Química, Bioquímica, Biología Molecula y o as ciencias a ines (C is alog a ía, Ciencia de Ma e iales, e c.). Jmol (h p://jmol.o g) es un p og ama esc i o en Ja a que es compa ible con odos los sis emas ope a i os y na egado- es de In e ne , así como con o os p og amas de isualización molecula an e io es (Rasmol y Chime). Además de su aplicabilidad in e - disciplina , Jmol des aca po o ece nume o- sas uncionalidades nue as en la ep esen- ación y análisis de es uc u as, econoce nume osos o ma os molecula es y en pa icu- la , po su ca ác e de so wa e lib e y de có- digo abie o que asegu a su u u a e olución y compa ibilidad. Incluye asimismo una minia- plicación que puede in eg a se den o de una página web, lo que pe mi e ácil acceso y con- sul a al público usua io, an o en en o nos abie os (In e ne ) como es ingidos (Campus Vi uales), sin necesidad de ins alación de so wa e especí ico (sólo equie e la máquina i ual Ja a). Es e alle se p opuso y se ha ealizado como cu so p ác ico, den o del Á ea Temá- ica: «He amien as de gene ación de con e- nidos pa a el Campus Vi ual», con dos obje i os gene ales: 1. In oduci al asis en e en el uso del p o- g ama Jmol como he amien a de p e- pa ación de ma e iales de apoyo do- cen e y de es udio que con engan modelos molecula es in e ac i os den- o de páginas web: 1. 1.1. Comunica y demos a las posibi- lidades del p og ama Jmol. 1. 1.2. Enseña los undamen os básicos pa a p epa a modelos y pa a su inclusión en páginas web. 2. Mos a el p ocedimien o que pe mi e in oduci es os ma e iales didác icos en un en o no de aula i ual como WebCT. Nos p opusimos que cada pa icipan e en es e alle oma a pa e ac i a en el mismo, no sólo o mulando las cues iones que se le ue- an plan eando con la exposición eó ica de la ma e ia, sino ambién desa ollando un abajo p ác ico que le conduje a inalmen e a inclui su página web con los modelos molecula es seleccionados, en un semina io p opio del CV-UCM. En de ini i a, con es e alle hemos enseñado a combina di e en es ecnologías de la in o mación y la comunicación, pa a c ea y/o u iliza ma e iales didác icos: diseño y desa ollo de páginas web, p og ama Jmol e ins ucciones Ja aSc ip necesa ias y pla a- o ma WebCT del CV-UCM. MATERIAL Y MÉTODOS Se dispuso del Aula de In o má ica n.º 219 del edi icio de ampliación de la Facul ad de Fa macia de la UCM con 45 pues os de o de- nado . Sin emba go, con obje o de p es a una a ención pe sonalizada a cada uno de los asis- en es, el núme o de insc ipciones se limi ó a 20. Se comp obó que odos los o denado es u ie an ins alado Ja a y conexión a In e ne ; además, se c eó una ca pe a en el esc i o io a la que se denominó «alumno» y en la que se debe ían g aba odos los iche os o ca pe as con los que p ac ica a cada pe sona. Po o a pa e, la p esen ación mul imedia de la expo- sición eó ica po pa e del p o eso se ealizó a a és de cañón de p oyección. Se c eó un semina io de abajo en el Cam- pus-Vi ual-UCM: «Talle modelos molecula- es Jmol». Una ez insc i os en el alle , los pa icipan es se incluye on en el espacio i - ual pa a pe mi i les el acceso, como «alum- nos», a los di e en es ma e iales y he amien as didác icas que se in oduje on en el mismo: 1. P og ama del cu so: obje i os, des- c ipción, con enidos y plan de abajo, echa, ho a y ubicación del alle . 2. Apun es del alle : un iche o pd des- ca gable que incluye odos los con eni- dos expues os po los p o eso es, un guión que pe mi e a los pa icipan es segui la pa e p ác ica del cu so y ade- más di e en es ínculos e in o macio- nes adicionales que comple an el ema a ado. 3. Ejemplo de demos ación: una página web que con iene di e en es modelos molecula es y las ins ucciones Ja as- c ip necesa ias pa a la isualización de los mismos con la aplicación Jmol. Es a página ha sido ya u ilizada p e iamen e en el cu so de doc o ado «Mensaje os lipídicos en la ansducción de señales» que los p o eso es impa en en el «P o- g ama de Bioquímica y Biología Mo- lecula » de es a Uni e sidad. 4. Desca ga de a chi os: página que con- iene di e en es a chi os que el usua io puede ab i y gua da : paque e Jmol, modelos molecula es (pdb, xyz, mol) y páginas h m p epa adas como ejemplo pa a p ac ica . Es as úl imas se p esen- a on en o ma o zip po que como iche os h m no se pueden ab i ni desca ga en es a pla a o ma Web-CT. 5. Co eo y o o: pa a posibles mensajes an es y después del desa ollo del alle . Con la inalidad de ob ene una e aluación del alle , aplicable a su mejo a en nue as edi- ciones del mismo y/o en p oyec os u u os e- lacionados, se p epa ó un cues iona io-en- cues a que se dis ibuyó en e los asis en es pa a su con es ación anónima, una ez inali- zada la ac i idad. RESULTADOS: DESARROLLO DEL TALLER El alle se desa olló en una pa e eó ica exposi i a y una pa e p ác ica que cada pa - icipan e pudo ealiza de o ma indi idual en su o denado . Ambas se lle a on a cabo de o ma pa alela y de acue do con el desa o- llo de los con enidos ecogidos en el p o- g ama. IV JORNADA CAMPUS VIRTUAL UCM206 ASISTENTES AL TALLER El o igen de los asis en es al alle , consi- de ando el á ea de conocimien o y la acul ad a la que pe enecen, se e leja en la igu- a 1(a,b). Como indican los g á icos y como cabía espe a pa a es e alle que a a el manejo de es uc u as molecula es, el pe il de los p o e- sionales de la enseñanza in e esados en es a he amien a didác ica pe enecen en su mayo- ía al campo de la Bioquímica y Biología Mo- lecula y en gene al a los di e sos campos de la Química. PROGRAMA TEÓRICO Y PRÁCTICO A con inuación se ecoge un guión de los emas a ados y de la expe iencia p ác ica que han lle ado a cabo los asis en es al alle : 1) In oducción a) Ven ajas e incon enien es que p esen- an los modelos en o denado . Aplica- ción de los mismos al es udio, ense- ñanza e in es igación en di e en es campos de la ciencia. b) Vi udes de Jmol y análisis compa a- i o de es e p og ama en e a o os, como RasMol y Chime. P es aciones de Jmol: acabado, moléculas, obje os, pe cepción espacial, e ec os, manejo, o ma os de a chi o. 2) Ob ención del p og ama, ins alación y uso a) Ob ención del p og ama Jmol y de la miniaplicación JmolApple (h p:// jmol.o g). b) Ins alación de Ja a. c) P epa ación pa a usa el p og ama au- ónomo o «aplicación» Jmol. d) P epa ación pa a cons ui páginas web con modelos molecula es median e la miniaplicación Jmol Apple . 3) Ob ención y modi icación de a chi os de modelos molecula es a) Ob ención de a chi os a pa i de: 1) di e sas bases de da os accesibles po In e ne ; 2) modelos molecula es MODELOS MOLECULARES INTERACTIVOS USANDO JMOL 207 Figu a 1. Pe il p o esional de lo asis en es al alle T abajo p ác ico: i) desca ga el paque e comp imido (zip o a .gz) en el disco du o (esc i o io/ alumno/jmol-11.2.12-bina y.zip) ii) descomp imi el paque e comp imido en el disco du o (esc i o io/alumno/ jmol-11.2.12-bina y.zip/jmol-11.2.12/) gene ados po i mismo; 3) modelos molecula es (en Chime o en Jmol) p e- sen es en la ed. b) Modi icación de modelos molecula es con un edi o de ex o. 4) P ocedimien o pa a la inclusión de modelos molecula es en páginas web sencillas a) Recomendaciones pa a los nomb es de los a chi os y u as de acceso a los mis- mos. b) A chi os necesa ios y su ubicación en una ca pe a des inada al desa ollo del si io web: b) i) Jmol.js y los 16 a chi os cuyo nom- b e empieza po JmolApple 0 y e - mina po .ja . b)ii) algún a chi o de modelo molecula que se quie a inclui en la página web. b)iii) a chi o de la página web donde an a igu a los modelos molecula es. Es e alle no se cen a en el diseño y desa ollo de páginas web, pe o sí se desc ibe y mues a qué código Ja- aSc ip deben inclui dichas pági- nas, y en pa icula la u a de a - chi o co ec a que apun e a los a chi os de Jmol. c) Mejo a la edición de la página web con más con oles sob e el modelo: bo- ones, enlaces, casillas de e i icación, bo ones de ipo adio, menús… y odo ipo de ep esen aciones del modelo. 5) P ocedimien o pa a la inco po ación de esas páginas en el en o no de aula i ual de WebCT a) Ab i una asigna u a o semina io en el CV. b) Ca ga en dicho semina io los iche os necesa ios indicados en el apa ado 4. c) Añadi una «página única» en el semi- na io que se á la página web de mo- delos. d) Mos a opciones de abajo más a anza- das pa a quienes engan p ác ica en la edi- ción y ges ión de páginas web, así como en el manejo de la pla a o ma WebCT. IV JORNADA CAMPUS VIRTUAL UCM208 T abajo p ác ico: iii) busca algunos modelos a a és de la opción a) o c). iii) isualiza las es uc u as molecula es colocadas en el aula i ual del alle ab iendo los co espondien es iche os en la sección «desca ga de a chi os»). iii) desca ga alguno de los iche os de moléculas localizados según se indica en los apa ados an e io es y si ua los en la ca pe a aíz de lo que se á el si- io web: esc i o io/alumno/Jmol-pa a- web/ ( igu a 2). T abajo p ác ico: (1) Desca ga del aula i ual (opción «desca ga de a chi os») alguno de los iche os de plan illa suminis a- dos como: «Ejemplo 1 de página con modelos (zip pa a desca ga ): ejem- plo1.zip» g abándolo en la ca pe a aíz del si io web: esc i o io/ alumno/Jmol-pa a-web/. Descomp i- mi el iche o y cambia su nomb e po el del que a a se la página pa - icula de cada asis en e al alle («ejemplo1 alumno.h m) ( igu a 2). (2) Ab i la página con un edi o de pági- nas web o un edi o de ex o (usamos el Bloc de No as de Windows). (3) Busca den o del código uen e: jmo- lApple (300,»load ejemplo-molecu- la.mol«) y sus i ui «ejemplo-mole- cula.mol» po el nomb e de un a chi o de modelo que cada alumno ha si uado p e iamen e en su ca pe a (apa ado 3a). G aba . (4) Ab i la página en el na egado y comp oba que el modelo se isualice co ec amen e. ENTREGA DEL CD «BIOROM 2008» Y DEL CUESTIONARIO A TODOS LOS ASISTENTES AL TALLER Al inaliza es e cu so se epa ió a odos los pa icipan es un o iginal de la úl ima e - sión del CD-ROM «Ayudas al ap endizaje de la Bioquímica, Bio ecnología y Biología Molecula »: «BioROM 2008» (D.L. MA- 1056-2007, Licencia de C ea i e Com- mons), del que son coau o es los esponsa- bles del alle . Se animó a odos los in e esados a pa icipa en la ampliación de los con enidos de es udio/ap endizaje que se inclui án en la p óxima edición de dicho CD-ROM. Los esul ados de la encues a ealizada se exp esan de o ma po cen ual en las g á icas de la igu a 3 (a,b,c): CONCLUSIONES Y PERSPECTIVAS FUTURAS La alo ación de es e alle , según la opi- nión subje i a de los esponsables del mismo y la ob enida a a és del cues iona io a los asis en es, indica: a) g ado de cumplimien o de los obje i os ma cados muy sa is ac o io; b) ele ado in e és po los con enidos eó icos y p ác icos; c) que la me odología empleada ha sido adecuada pa a desa olla la ma e ia del p og ama; d) que es de g an u ilidad pa a la p epa ación de ma e ial de apoyo docen e. Sin emba go, la g an mayo ía de los asis en es conside a que la du ación del alle ha sido in- su icien e y aunque el g ado de ap endizaje conseguido en el 90% de los mismos es como mínimo acep able, hab ía sido necesa io más iempo pa a pode p ac ica con más de eni- MODELOS MOLECULARES INTERACTIVOS USANDO JMOL 209 Figu a 2. A chi os necesa ios pa a la inclusión y co ec a isualización de páginas web con modelos molecula es en el CV-UCM mien o cada uno de los apa ados desc i os en el p og ama. Po odo ello, y como e leja la encues a ealizada, así como la opinión e - balmen e exp esada po los pa icipan es en es e alle , hay un in e és gene al en ealiza o o cu so sob e Jmol con mayo ex ensión de sus con enidos y que p o undice en aspec os conc e os de es e p og ama. La c eación de un semina io p opio pa a cada asis en e den o de su CV-UCM se p o- puso, no sólo pa a desa olla la pa e p ác ica de es e alle , sino ambién pa a que de ca a al u u o cada p o eso pudie a saca más p o e- cho de su abajo en el mismo: p ac icando, ampliando los con enidos ecogidos en dicho semina io y aplicando es a he amien a didác- ica en su ac i idad docen e y/o de in es i- gación. Po o a pa e, el semina io c eado po los esponsables del alle «Talle modelos mo- lecula es Jmol» se ha dejado abie o pa a que los alumnos puedan segui u ilizando los con- enidos expues os en él y al mismo iempo puedan segui comunicándose en e ellos y/o con los p o eso es implicados a a és del o o y/o co eo, espec i amen e. En de ini i a, quisimos ab i la posibilidad de segui aba- jando y p ac icando de o ma con inuada con pos e io idad al desa ollo de es a ac i idad. Los alumnos mos a on su sa is acción po el alle en su conjun o, incidiendo especial- men e en la u ilidad del ma e ial didác ico «apun es del alle » que se les p opo cionó (de o ma imp esa y como iche o desca gable en el semina io) con odos los con enidos eó icos y p ác icos que se desa olla on; es a guía les pe mi i ía no sólo un mejo segui- mien o del alle , sino ambién pode e isa odo lo a ado con pos e io idad al mismo. Fue ambién alo ada muy posi i amen e la disponibilidad de los p o eso es pa a a ende de o ma pe sonalizada a cada uno de los pa icipan es. En conclusión, es e alle de ipo p ác ico, de muy dis endido ambien e en e alumnos y p o eso es, ha enido muy buena acogida. Po ello la p opues a de desa olla o o cu so de mayo ex ensión y du ación ha sido i memen e espaldada po los asis en es, y cons i uye uno de los p oyec os u u os que los esponsables de es e alle , miemb os del mismo g upo de inno ación educa i a y me- jo a de la calidad docen e, conside an de g an in e és. BIBLIOGRAFÍA GARCÍA ZAPICO, A.; MORCILLO ORTEGA, J. G.; RE- YERO GARCÍA, D. YRODRÍGUEZ QUINTANA, E.: «WebCT 4.1. pa a p o eso es de la UCM Ab il 2005». h ps://www.ucm.es/in o/ua d/ CVUCM/ documen os/manYTu /manualCV.pd IV JORNADA CAMPUS VIRTUAL UCM210 Figu a 3. E aluación del alle según con es ación al cues iona io/encues a GUÍA JMOL disponible en BioROM2008 (CD-ROM D.L. MA-1056-2007, Licencia de C ea i e Commons y www.bio om.uma.es) HERRÁEZ, A. (2007). Cómo u iliza Jmol pa a es u- dia y p esen a es uc u as molecula es. ISBN 978-1-84753-710-2. Lulu.com MIRÓ, M. J.; MÉNDEZ, M. T.; RAPOSO, R.; HE- RRÁEZ, A.; BARRERO, B. y PALACIOS, E.: «De- sa ollo de una asigna u a i ual de e ce ci- clo como un espacio de enseñanza-ap endi- zaje que pe mi e la pa icipación ac i a del alumno», en Campus Vi ual UCM3: Inno a- ción en el Campus Vi ual me odologías y He- amien as, pp. 304-306. Edi o ial Complu- ense SA. ISBN: 978-84-7491-811-3; D.L. M-8.922-2007. MODELOS MOLECULARES INTERACTIVOS USANDO JMOL 211