La belleza de las proteínas llega al aula: el Proyecto artístico PDB Teach article

El Proyecto artístico PDB busca hacer la ciencia más accesible e inspirar a la gente joven a explorar la belleza de las proteínas, uniendo dos disciplinas tradicionamente distintas, el arte y la ciencia.

El banco de datos de proteínas en Europa (PDBe) celebró su quinta edición del proyecto artístico PDB en diciembre de 2020. Esta iniciativa unió a las sociedades de arte, estudiantes, departamentos de artes y ciencias, científicos, y a los miembros del equipo de PDBe. Este esfuerzo colaborativo inspira a los estudiantes a crear obras de arte basadas en las proteínas –los pilares de la vida— a la vez que se sumergen en el mundo de la biología estructural. No solo hace que los estudiantes creen auténticas obras de arte, sino también proporciona una amplia visión sobre el impacto de la ciencia en la sociedad, a través de sus cuidadosas interpretaciones de la proteína elegida o el tema de interés.

Recomendamos en gran medida que los departamentos de arte y ciencia trabajen juntos mediante colaboraciones, ya que esto suele traer como resultado proyectos más exitosos. Aunque este método requiere una mayor estrategia de planificación, la participación tanto de profesores de ciencias como de arte contribuye a aportar conocimientos especializados en ambas materias y a aprovechar el carácter interdisciplinar del proyecto.

Un ejemplo de este método colaborativo fue realizado por profesores del colegio Thomas Gainsborough en Suffolk, Reino Unido, donde los departamentos de arte y ciencia trabajaron juntos para desarrollar materiales para las clases de Arte y de Ciencias. El colegio Thomas Gainsborough nos ha permitido compartir estos materiales, que están disponibles en la página de Recursos artísticos PDB.

Si no es posible una colaboración, los colegios pueden desarrollar el proyecto en clases individuales de la materia; y el equipo de PDBe, proporcionar el soporte científico. Otra alternativa es involucrar a personal científico local, por ejemplo, a través de centros CTIM, o sus equivalentes regionales, y a los grupos de trabajo de la universidad de la zona.

¿Cómo está estructurado el proyecto artístico PDB?

El cronograma del proyecto artístico PDB está sincronizado con el curso escolar; no obstante, hay una gran flexibilidad para facilitar la participación en el proyecto. Los estudiantes participantes proceden de diferentes cursos, desde 6º de primaria (11-12 años) hasta 1º de Bachillerato (16-17 años), permitiendo que el proyecto se desarrolle durante las sesiones de clase o como un proyecto de investigación más independiente. La elección del curso depende del colegio y de las consideraciones que el professor decida. El proyecto de arte PDB tiene tres fases: fase de aprendizaje, fase de creación y envío y la fase de exposición. Si se necesita, a lo largo del proceso, se proporciona ayuda y soporte desde PDBe. El cronograma del proyecto y los detalles se muestran abajo.

Fase 1 – Aprendizaje y desarrollo de ideas

El proyecto de arte PDB comienza con la fase de aprendizaje, en la que los estudiantes aprenden, exploran y adquieren conocimientos sobre la función y estructura de las proteínas, que puede conseguirse usando las actividades PDBe o siguiendo el currículo académico y complementándolo con la lista de recursos PDBe enumerados a continuación. Todas estas actividades y recursos han sido puestos en común por científicos PDBe para ayudar en el aprendizaje y crear interés y confianza en el conocimiento de la estructura de proteínas.

Actividad 1 – Búsqueda de la función

Through this activity, students will learn about the concept of genes and how they encode proteins.

Materiales

• Folletos imprimibles para la actividad de búsqueda de función.
• Video de la traducción/transcripción “Tu Genoma”, como introduccción.
• Presentación en PowerPoint disponible para el profesorado.

Metodología

1. La presentación PowerPoint proporciona una guía para el profesorado sobre cómo desarrollar la actividad y da detalles de cada una de las proteínas que se encuentran en el folleto perfiles de roteínas.
2. Los estudiantes dispondrán de su propia secuencia de ADN y su rueda de codones en hojas impresas. Usando la rueda de codones, los estudiantes traducirán una secuencia de ADN en la correspondiente secuencia de proteína. Esto les ayudará a comprender el proceso de transcripción y traducción.
3. A continuación, los alumnos utilizan el folleto perfiles de proteínas para encontrar «su» proteína y aprender más sobre su función; por ejemplo, aprenden sobre la bioluminiscencia observando la enzima luciferasa que se encuentra en las luciérnagas y otros organismos bioluminiscentes.
4. Finalmente, los estudiantes usarán el enlace a las estructuras PDBe en la hoja de cálculo para acceder a la imagen 3D de la estructura de la proteína desde un móvil, tablet u ordenador.

Actividad 2- Examinando la estructura de la proteína

Materiales

• Conjunto de vídeos realizados por PDBe para ayudar a los estudiantes a comprender la importancia de las proteínas
• Juego de modelado 3D (recomendado)

Metodología

1. Los estudiantes deberán ver los vídeos para comprender la importancia de las proteínas en nuestra vida diaria.
2. Usando el juego de iniciación a los aminoácidos, los estudiantes dispondrán de una “barra” proteica y unos clips que representan los aminoácidos. Añadirán los aminoácidos al azar a la barra. Siguiendo las propiedades de los aminoácidos en la tabla que se adjunta, los estudiantes doblarán la barra proteica para darle una forma en 3D.  

En el PDBe, disponemos de una selección de juegos (juego de agua, juego de enzimas en acción, juego de especificidad de sustrato, juego de flujo de información genética, juego de iniciación a los aminoácidos y de plegamiento de proteínas) disponible para su préstamo, aunque su disponibilidad está sujeta a demanda.

Actividad 3 – Uso de la página web de PDBe y selección de una proteína

En los libros de texto, las proteínas se muestran frecuentemente como imágenes en 2D, y mientras que esto puede ser una buena forma de comprender los principios básicos, las proteínas realmente cobran vida cuando se ven en 3D. Ver cómo se organizan e interaccionan en 3D proporciona una visión fascinante sobre el pequeño mundo de estas moléculas biológicas, como las espinas proteicas del virus del SARS-CoV-2 que se muestra abajo.

Materiales

• Ficha de introducción
• Ficha de la actividad de Pinterest
• Ordenadores/tablets

Procedimiento

1. Los estudiantes deben trabajar con la ficha de introducción, que les guiará para el uso del sitio web de PDBe. Esto les permitirá explorar y visualizar biomoléculas en 3D y aprender sobre sus funciones.
2. Deben usar la página web de PDBe para buscar proteínas conocidas, como la insulina o la hemoglobina.
3. Seguidamente, los estudiantes deben investigar diferentes  proteínas y elegir una “proteína de interés” para su proyecto artístico. La parte más complicada es reducir sus opciones y elegir para investigar solo una de las estructuras entre las miles disponibles.
4. Los estudiantes pueden echar un vistazo a nuestros artículos destacados sobre estructura para mayor orientación. Pueden, incluso, viajar en el tiempo y ver las estructuras que se determinaron originalmente en la década de los 70.
5. Para ayudar a los estudiantes a decidir en qué proteína centrarse, PDBe ha creado una cuenta dedicada a ello, PDB Art Pinterest, que proporciona ideas de proteínas específicas y temas científicos. Los estudiantes deben utilizar la ficha de la actividad de Pinterest como guía para encontrar proteínas de interés y aprender cómo ver la estructura en 3D usando la página web de PDBe. Deben aprender a visualizar la proteína en 3D y verla en formas diferentes.

 

Fase 2 – Creaciones artísticas a partir de la estructura de proteínas

A partir de las actividades anteriores, los estudiantes elegirán su proteína de interés y comenzarán con el proyecto artístico, en el cuál crearán una obra artística con la ayuda del profesorado.

La elección del tipo de obra de arte es libre. Esta flexibilidad da a los estudiantes la libertad para visualizar y explorar nuevas formas de arte y ser más innovadores en sus representaciones. También proporciona una forma única y más accesible de aprender conceptos científicos. Como dijo una vez Albert Einstein, “Los grandes científicos son también artistas. Arte y Ciencia son ramas del mismo árbol”.

Pinturas, dibujos, grabados, arte digital, fotogramas, esculturas, piezas textiles, cerámica, diseños en batik, incluso se ha creado una pieza musical. Todo esto puede verse en la página web PDB Art.

Materiales

• Artículos artísticos
• Ordenadores/tablets para investigar y visualizar las estructuras 3D

Procedimiento

1. Los estudiantes deberán leer sobre la función de la proteína que han elegido, buscar las estructuras disponibles en la PDBe, y comprender su imporancia a nivel biológico y social.
2. Los estudiantes tendrán que generar ideas para el trabajo artístico y comenzar a trabajar en su obra.
3. Al final del proceso, deberán escribir una descripción que acompañe a su obra de arte, explicando en qué proteína está inspirada, el motivo por el que la han considerado interesante/importante, cómo la han representado, y qué medios han elegido.
4. Los estudiantes también pueden presentar entrevistas en vídeo en las que expliquen los antecedentes de su obra de arte y en qué se inspiraron para crearla.

Una copia digital con alta resolución de la obra y su descripción tendrá que enviarse a la PDBe al final de febrero para que sea considerada en el calendario anual de PDBe. Todas las obras creadas por los estudiantes tendrán que enviarse en formato electrónico al final de junio para tenerlas en cuenta en la exhibición de arte de PDB.

Fase 3 – Celebrar las obras de arte

Una de las claves del proyecto es compartir las obras con el público y los científicos de todo el mundo, a través de exposiciones y otros métodos. La PDBe acoge exposiciones de arte públicas, tanto física como virtualmente, para mostrar y celebrar estas destacadas creaciones. La inauguración de la exposición es un acto privado que ofrece una plataforma para incentivar el debate y la participación de estudiantes, científicos, artistas y público en general.

Además, el calendario anual PDBe, que contiene las obras, se distribuye por todo el mundo, devolviendo la interpretación artística a la comunidad científica. En 2021, la PDB celebró sus 50 años almacenando estructuras de moléculas biológicas con una edición aniversario del calendario.

Los calendarios y obras PDBe expuestas en años anteriores pueden verse en la página web PDB Art.

Cómo participar

La PDBe puede ayudarte a empezar con el proyecto PDB Art, y darte soporte para la realización de actividades en tu escuela.

Si leer este artículo te ha inspirado para unirte al proyecto PDB Art, entonces completa el formulario ‘Expression of Interest’ form o manda un correo electrónico a pdb-art@ebi.ac.uk.

Podemos hablar con más detalle sobre el proyecto y presentarte a nuestra comunidad de profesores que ya lo están llevando a cabo. 

Acknowledgements

La imagen de portada del número 54 está basada en la obra de arte de Lucy Kerr, alumna de Y12 de la escuela Thomas Gainsborough. El identificador PDB utilizado para la ilustración es 5F1S.

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