Pinzas ópticas y su aplicación en biología

Abstract

La técnica de pinzas ópticas (también llamadas trampasópticas o láser) combinadas con técnicas de seguimientode partícula única permiten manipular objetos en laescala nanométrica y determinar fuerzas del orden delpico Newton. Dado que los sistemas biológicos seorganizan con esa precisión espacial mediante fuerzas deinteracción de dicho orden de magnitud, la metodologíapermite interrumpir o imitar procesos biológicos y asícomprender los mecanismos y los principios que losrigen.La trampa se genera en un punto en el espacio en el queun haz láser es enfocado, debido a la interacción de laradiación electromagnética con la partícula a atrapar.Diferentes diseños experimentales han aportado valiosainformación relacionada con el funcionamiento y laenergética de procesos realizados por motoresmoleculares, el plegamiento de diversas macromoléculasasí como la plasticidad de la membrana celular.Aquí se resumirán los fundamentos y montajes de latécnica y sus posibles aplicaciones en biología.

Optical tweezers together with single particle trackingpermit to manipulate objects with a nanometer precision,and determining forces in the order of the piconewton. Sincethe distances involved in the organization of biologicalsystems are nanometric, and the organization is governed byinteraction strengths in the order of the piconewton, themethodology have been widely used in the study ofbiological processes.The trap is generated as a consequence of the interaction ofthe trapped particle with a highly focused laser beam.Valuable information regarding the mechanisms andenergetics related with molecular machines has beenobtained using different experimental approaches. Also, thismethodology has shed light on the folding ofmacromolecules, cell membrane rheology, among otherimportant aspects of cellular function.Here, the fundaments and setup of the technique are brieflycommented, and applications in the biological field aredescribed.