Proteínas musicais

Pode parecer estranho pensar em proteínas como musicas, mas com o programa de computador certo, as proteínas realmente podem ser convertidas em música.

Existem muitas analogias surpreendentes entre  proteínas , os blocos básicos de construção da vida e a notação musical. Essas analogias podem ser usadas não apenas para ajudar no avanço da pesquisa, mas também para tornar a complexidade das proteínas acessível ao público.

Os  biólogos computacionais   acreditam que ouvir o som da vida no nível molecular pode ajudar a inspirar as pessoas a aprender mais sobre biologia e ciências computacionais. Embora a criação de música baseada em proteínas não seja exatamente uma novidade, diferentes estilos musicais e algoritmos de composição ainda precisam ser explorados. Com isso em mente os pesquisadores se juntaram num esforço com outros acadêmicos para descobrir como  criar música clássica a partir de proteínas .

As analogias musicais das proteínas

As proteínas  são estruturadas como cadeias dobradas. Essas cadeias são compostas por pequenas unidades de 20 aminoácidos possíveis, cada um rotulado por uma letra do alfabeto.

Uma cadeia de proteínas pode ser representada como uma sequência dessas letras alfabéticas, muito parecida com uma sequência de notas musicais em notação alfabética. As cadeias de proteínas também podem se dobrar em padrões ondulados e curvos com altos, baixos, voltas e voltas. Da mesma forma, a música consiste em ondas sonoras de tons mais altos e mais baixos, com mudanças de andamento e motivos repetidos.

Algoritmos de proteína para música podem, assim, mapear as características estruturais e físico-químicas de uma sequência de aminoácidos nas características musicais de uma sequência de notas.

Melhorando a musicalidade do mapeamento de proteínas

O mapeamento proteína-música pode ser ajustado com base nos recursos de um estilo de música específico. Isso aumenta a musicalidade, ou a melodiosa da música, ao converter propriedades de aminoácidos, como padrões de sequência e variações, em propriedades musicais análogas, como altura, comprimentos de notas e acordes.

Para esse estudo, foi escolhida a  música clássica para piano do período romântico do século XIX , que inclui compositores como Chopin e Schubert, como guia, porque normalmente abrange uma ampla gama de notas com características mais complexas, como  cromatismo , como tocar branco e preto teclas de um piano em ordem de tom e acordes. A música desse período também tende a ter melodias mais leves, graciosas e emotivas. As músicas são geralmente  homofônicas , o que significa que seguem uma melodia central com acompanhamento. Esses recursos permitiram testar uma gama maior de notas com o algoritmo de mapeamento proteína-música. Neste caso, o plano foi analisar características  do “Fantasie-Impromptu” de Chopin  para orientar o desenvolvimento do programa.

Para testar o algoritmo, ele foi exposto a 18 proteínas que desempenham um papel fundamental em várias funções biológicas. Cada aminoácido na proteína é mapeado para uma nota específica com base na frequência com que eles aparecem na proteína, e outros aspectos de sua bioquímica correspondem a outros aspectos da música. Um aminoácido de tamanho maior, por exemplo, teria um comprimento de nota menor e vice-versa.

A música resultante foi bem complexa, com variações notáveis ​​no tom, volume e ritmo. Como o algoritmo foi completamente baseado na sequência de aminoácidos e duas proteínas não compartilham a mesma sequência de aminoácidos, cada proteína produzirá uma música distinta. Isso também significa que existem variações na musicalidade entre as diferentes peças, e padrões interessantes podem surgir.

Por exemplo, a música gerada a partir da proteína receptora que se liga ao  hormônio e neurotransmissor oxitocina  tem alguns motivos recorrentes devido à repetição de certas pequenas sequências de aminoácidos.

OXTR, ou o receptor de oxitocina, tem sequências repetidas de aminoácidos. Dados AlphaFold/EMBL-EBI ,  CC BY

Por outro lado, a música gerada a partir do  antígeno tumoral p53 , uma proteína que previne a formação de câncer, é altamente cromática, produzindo frases particularmente fascinantes onde a música soa quase como uma tocata , um estilo que muitas vezes apresenta uma técnica rápida e virtuosa.

Ao orientar a análise das propriedades dos aminoácidos através de estilos musicais específicos, a música de proteína pode soar muito mais agradável ao ouvido. Isso pode ser desenvolvido e aplicado a uma ampla variedade de estilos musicais, incluindo pop e jazz.

O resultado final me parece muito mais algo aleatório do que efetivamente um resultado como algo do Mozart ou Beethoven, mas não deixa de ser um experimento curioso. De vez em quando rola uns trecos bem assim na MEC FM.

A música de proteína é um exemplo de como a combinação das ciências biológicas e computacionais pode produzir interessantes obras de arte, além de estimular as pessoas a aprender sobre os blocos básicos de construção da vida.

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Philipe Kling David
Philipe Kling Davidhttps://www.philipekling.com
Artista, escritor, formado em Psicologia e interessado em assuntos estranhos e curiosos.

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