En el caso de la activación térmica, la molécula obtiene energía del entorno circundante en forma de calor. Esta energía se puede utilizar para superar la barrera energética y escapar de la trampa cinética. La tasa de activación térmica está determinada por la temperatura y la altura de la barrera energética.
El túnel cuántico es un fenómeno que permite a las moléculas atravesar barreras energéticas sin ganar suficiente energía para superarlas. Esto es posible porque las moléculas tienen una naturaleza ondulatoria y, por lo tanto, pueden atravesar barreras que son mucho más altas que su energía. La velocidad del túnel cuántico está determinada por el ancho de la barrera de energía y la masa de la molécula.
La fuerza mecánica también se puede utilizar para superar las trampas cinéticas. Esto se puede hacer aplicando una fuerza a la molécula que sea mayor que la fuerza de la barrera de energía. La velocidad de escape de la fuerza mecánica está determinada por la magnitud de la fuerza y la masa de la molécula.
La capacidad de las moléculas para escapar de las trampas cinéticas es importante para una variedad de procesos biológicos, incluido el plegamiento de proteínas, el plegamiento del ARN y la replicación del ADN. Al comprender los mecanismos por los cuales las moléculas escapan de las trampas cinéticas, podemos comprender mejor cómo funcionan estos procesos y cómo pueden regularse.
A continuación se muestran algunos ejemplos específicos de cómo las interacciones moleculares permiten superar la barrera energética:
* En el plegamiento de proteínas, el efecto hidrofóbico es una fuerza impulsora importante para la formación de la estructura plegada. El efecto hidrofóbico es la tendencia de las moléculas no polares a agregarse en agua. Esta tendencia se debe al hecho de que las moléculas de agua son polares y, por tanto, forman enlaces de hidrógeno entre sí. Cuando las moléculas apolares están rodeadas de agua, quedan excluidas del agua y se agregan para minimizar su contacto con el agua. El efecto hidrofóbico puede ayudar a superar la barrera energética al plegamiento de proteínas al unir las regiones hidrofóbicas de la proteína y formar una estructura plegada estable.
* En el plegamiento del ARN, el enlace de hidrógeno es una fuerza impulsora importante para la formación de la estructura plegada. Los enlaces de hidrógeno se forman entre átomos electronegativos y átomos de hidrógeno. En el ARN, los enlaces de hidrógeno se forman entre los átomos de nitrógeno de las bases y los átomos de hidrógeno de la cadena principal de azúcar-fosfato. Los enlaces de hidrógeno pueden ayudar a superar la barrera energética que impide el plegamiento del ARN estabilizando la estructura plegada.
* En la replicación del ADN, el emparejamiento de bases entre hebras complementarias de ADN es una fuerza impulsora importante para la formación de la doble hélice. El apareamiento de bases es la formación de enlaces de hidrógeno entre los átomos de nitrógeno de las bases de una hebra de ADN y los átomos de hidrógeno de las bases de la otra hebra de ADN. El emparejamiento de bases puede ayudar a superar la barrera energética a la replicación del ADN al estabilizar la doble hélice.
Estos son sólo algunos ejemplos de cómo las interacciones moleculares permiten superar la barrera energética. Al comprender los mecanismos por los cuales las moléculas escapan de las trampas cinéticas, podemos comprender mejor cómo funcionan estos procesos y cómo pueden regularse.
