Descriptiva imágen de como un macrófago y anticuerpos atacan a células extrañas y potencialmente agresoras. La revista Algo desapareció a principios de los 90.
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miércoles, 10 de septiembre de 2008
Sistema inmunitario
Descriptiva imágen de como un macrófago y anticuerpos atacan a células extrañas y potencialmente agresoras. La revista Algo desapareció a principios de los 90.
lunes, 8 de septiembre de 2008
Inmunidad y células de memoria
Uno de los problemas más interesantes de la inmunología: la naturaleza de la célula de memoria. “Puede ser que algunos clones de células T de memoria, no tan específicas de un determinado antígeno como se creía, sean capaces de reaccionar contra otros antígenos de estructura parecida, lo que hace posible que se mantenga una reserva casi constante de células de memoria”. Otro artículo de Mundo Científico, del mismo número que el anterior de este blog.
La célula
Un artículo sencillo que describe la célula y como funciona. Qué tienen en común todas las células, cuales son sus tipos. La primera célula (LUCA). El trabajo que hacen y de dónde sale la energía necesaria para su actividad, como se comunican, como se reproducen y otras cuestiones asociadas a este tema. La revista que lo publicó, lamentablemente ha desaparecido hace varios años del mercado español. Sólo queda su modelo: La Recherche.
martes, 2 de septiembre de 2008
Bacterias informáticas
To: lista
Date: Wed, 15 Jan 2003 18:20:05 -0600
Descubren método para almacenar información en bacterias
Fuente: Notimex
Washington, (Notimex).- Científicos estadunidenses descubrieron un novedoso
método para almacenar información de manera indefinida en los genomas de
algunas bacterias, que podría servir para guardar documentos secretos de
seguridad nacional.
Un mensaje codificado como ácido desoxirribonucleico (ADN) artificial podría
ser conservado dentro de los genomas de bacterias que se multiplican en
forma indefinida y recuperarse, como lo han demostrado científicos
estadunidenses.
La preocupación de que todas las formas actuales para guardar información,
desde papel hasta memoria electrónica pueden perderse o destruirse, estimuló
a los científicos a idear un nuevo tipo de memoria dentro de organismos
vivientes.
"Nos preocupa mucho la protección de información valiosa en caso de una
catástrofe nuclear", dijo el tecnólogo de la información Pak Chung Wong, del
Laboratorio Nacional del Pacífico Noroccidental en el estado de Washington,
en Estados Unidos.
El laboratorio fue creado como un instituto de investigación de energía
nuclear.
Una catástrofe similar ocurre en Estados Unidos en la serie de televisión
estadunidense Dark Angel, en la que una pulsación electromagnética colosal
borra toda la infraestructura electrónica.
"Las bacterias pueden ser un medio duradero, estable y de bajo costo para el
almacenamiento de datos", dijo Wong, citado en el sitio Web de la revista
británica New Scientist (www.newscientst.com).
Los científicos tomaron la letra de la canción "It"s a Small World" y la
tradujeron a un código basado en las cuatro "letras" del ADN.
Luego crearon bandas artificiales de ADN en las que grabaron diferentes
partes de la canción, y estos mensajes de ADN, cada uno de 150 bases de
longitud, fueron insertados en bacterias como la Escherichia coli y la
Deinococcus radiodurans.
La segunda es en especial buena para sobrevivir en condiciones extremas,
dice Wong, pues tolera altas temperaturas, desecación, luz ultravioleta y
dosis de radiación ionizante mil veces mayores que las que son fatales para
los seres humanos.
El principio y el final de cada mensaje insertado tienen etiquetas
especiales de ADN ideadas por los científicos.
Estos "centinelas" evitan que la bacteria identifique los mensajes como un
virus invasor y los destruya, dice Wong.
"La magia del centinela es que protege la información, por lo que aún
despues de cien generaciones bacterianas pudimos recuperar el mensaje
exacto", dice Wong.
"Una vez que el mensaje inscrito en el ADN está en la bacteria queda
protegido y puede sobrevivir, y un mililitro de líquido puede contener hasta
mil millones de bacterias, por lo que la capacidad potencial de tal sistema
de memoria es enorme", dice el científico.
La bacteria deinococcus se adapta a sobrevivir en condiciones extremas y por
lo tanto es inmejorable para reparar mutaciones que surgen de manera
espontánea en su código de ADN.
Pero Huw Williams, un bacteriólogo del Colegio Imperial de Londres, dice que
no sorprende a nadie que por las dimensiones diminutas de los mensajes
insertados éstos sobrevivan intactos después de 100 generaciones.
Williams piensa que un peligro aún mayor es que las mutaciones puedan
cambiar el mensaje y que algunas bacterias se adaptaran mejor que otros a su
medio ambiente.
Wong y sus colegas han mantenido separadas hasta el momento las diferentes
colonias con mensajes, pero tienen planes para recuperar en el futuro los
mensajes de una colonia mezclada.
"Si es posible cultivar las colonias indefinidamente, las bacterias menos
adaptadas pueden perderse con el tiempo", dijo, y la cueastión es si se
puede retener todas las poblaciones con mensajes, pero esto es un trabajo de
investigación a largo plazo".
lunes, 25 de agosto de 2008
Apoptososis. Muerte programada
NOTICIAS DE LA CIENCIA Y LA TECNOLOGIA
Vol. I, No. 149
Miércoles, 4 de Junio de 2003
-SISTEMAS DE CONTENCION BIOLOGICA PARA MICROORGANISMOS TRANSGENICOS:
Un equipo de investigadores ha resuelto la estructura de uno de los complejos
toxina/antitoxina (T/A) de un tipo de bacterias, lo que permitirá
comprender cómo estas bacterias desencadenan su muerte programada.
Esto abre la posibilidad de diseñar sistemas de contención biológica,
destinados al control de bacterias en la empresa farmacéutica y
alimentaria, o para evitar que microorganismos genéticamente modificados
proliferen y se liberen al ecosistema. El objetivo de los investigadores,
ahora, es aplicar esta biotecnología junto a empresas del sector.
Uno de los riesgos de la biotecnología es que los microorganismos
manipulados para conseguir objetivos concretos (bacterias “comedoras” de
hidrocarburos, por ejemplo) se liberen al medio ambiente, dispersando así
genes que pueden resultar perjudiciales para el resto del ecosistema. Los
sistemas de contención biológica como los basados en mecanismos de muerte
celular programada o apoptosis sirven precisamente para evitar eso.
Investigadores del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC y del
Institut für Kristallograhie de la Freie Universität Berlin han
identificado la estructura de la toxina/antitoxina (T/A) que producen
algunas bacterias y que activa el mecanismo de muerte programada cuando la
síntesis de macromoléculas ha sido defectuosa. Es, de alguna forma, un
mecanismo natural de control para garantizar el éxito de la proliferación
bacteriana hasta que las condiciones sean más favorables y que, modulado
adecuadamente, puede destinarse a la contención biológica.
Las aplicaciones para los mecanismos de contención biológica, explica Juan
Carlos Alonso, investigador del CNB, son amplias y van desde los sectores
farmacéutico o medioambiental, hasta el alimentario, aunque de momento los
investigadores del CNB se centran en la contención biológica de bacterias
Gram positivas.
Una vez identificada la diana que puede causar la muerte de la bacteria,
se trata de modular el mecanismo y escoger qué señal debe disparar la
acción de la toxina ante determinadas circunstancias.
En la producción de quesos, por ejemplo, explica Alonso, a veces penetran
virus bacterianos (fagos) en el fermentador, infectando a las bacterias.
Los fagos se amplifican e infectan nuevas células y así destruyen en cadena
las bacterias responsables de la fermentación. Las perdidas económicas
resultantes pueden ser considerables. Una forma de evitarlo sería hacer que
la toxina se activara al detectar la bacteria la entrada del virus. “Al
activarse la muerte de la bacteria cuando entra el fago, éste también muere
y se evita su amplificación y propagación”.
Otra aplicación interesante es la inactivación de bacterias productoras de
fármacos. En la producción de lisozima, por ejemplo, las bacterias
productoras están en bio-reactores a la temperatura de 37 grados C. En este
caso, explica Alonso, la señal de síntesis de la toxina podría ser el
descenso de temperatura, de forma que al extraer las bacterias del
bio-reactor y “detectar” una temperatura ambiental inferior, se
sintetizaría la toxina. Este mecanismo ahorraría el proceso de
esterilización, necesario para destruir este residuo biológico, y
minimizaría riesgos ambientales.
Estos resultados, publicados a principios de año en la revista Proceedings
of the National Academy of Sciences (PNAS), abren la posibilidad de adaptar
este sistema de contención biológica a la medida de cada necesidad. Ha sido
un resultado paralelo a la línea principal, porque el grupo que dirige de
J. C. Alonso, que integra científicos del CSIC y la Universidad Autónoma de
Madrid, trabaja sobre todo en la búsqueda de dianas para la identificación
de nuevos antibióticos. “De los sistemas conocidos de contención
biológica”, detalla Alonso, “éste es el único, hasta el momento, del cual
se conoce la estructura del complejo T/A”. (R+D CSIC)
Información adicional en:
http://www.cnb.csic.es/
Vol. I, No. 149
Miércoles, 4 de Junio de 2003
-SISTEMAS DE CONTENCION BIOLOGICA PARA MICROORGANISMOS TRANSGENICOS:
Un equipo de investigadores ha resuelto la estructura de uno de los complejos
toxina/antitoxina (T/A) de un tipo de bacterias, lo que permitirá
comprender cómo estas bacterias desencadenan su muerte programada.
Esto abre la posibilidad de diseñar sistemas de contención biológica,
destinados al control de bacterias en la empresa farmacéutica y
alimentaria, o para evitar que microorganismos genéticamente modificados
proliferen y se liberen al ecosistema. El objetivo de los investigadores,
ahora, es aplicar esta biotecnología junto a empresas del sector.
Uno de los riesgos de la biotecnología es que los microorganismos
manipulados para conseguir objetivos concretos (bacterias “comedoras” de
hidrocarburos, por ejemplo) se liberen al medio ambiente, dispersando así
genes que pueden resultar perjudiciales para el resto del ecosistema. Los
sistemas de contención biológica como los basados en mecanismos de muerte
celular programada o apoptosis sirven precisamente para evitar eso.
Investigadores del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC y del
Institut für Kristallograhie de la Freie Universität Berlin han
identificado la estructura de la toxina/antitoxina (T/A) que producen
algunas bacterias y que activa el mecanismo de muerte programada cuando la
síntesis de macromoléculas ha sido defectuosa. Es, de alguna forma, un
mecanismo natural de control para garantizar el éxito de la proliferación
bacteriana hasta que las condiciones sean más favorables y que, modulado
adecuadamente, puede destinarse a la contención biológica.
Las aplicaciones para los mecanismos de contención biológica, explica Juan
Carlos Alonso, investigador del CNB, son amplias y van desde los sectores
farmacéutico o medioambiental, hasta el alimentario, aunque de momento los
investigadores del CNB se centran en la contención biológica de bacterias
Gram positivas.
Una vez identificada la diana que puede causar la muerte de la bacteria,
se trata de modular el mecanismo y escoger qué señal debe disparar la
acción de la toxina ante determinadas circunstancias.
En la producción de quesos, por ejemplo, explica Alonso, a veces penetran
virus bacterianos (fagos) en el fermentador, infectando a las bacterias.
Los fagos se amplifican e infectan nuevas células y así destruyen en cadena
las bacterias responsables de la fermentación. Las perdidas económicas
resultantes pueden ser considerables. Una forma de evitarlo sería hacer que
la toxina se activara al detectar la bacteria la entrada del virus. “Al
activarse la muerte de la bacteria cuando entra el fago, éste también muere
y se evita su amplificación y propagación”.
Otra aplicación interesante es la inactivación de bacterias productoras de
fármacos. En la producción de lisozima, por ejemplo, las bacterias
productoras están en bio-reactores a la temperatura de 37 grados C. En este
caso, explica Alonso, la señal de síntesis de la toxina podría ser el
descenso de temperatura, de forma que al extraer las bacterias del
bio-reactor y “detectar” una temperatura ambiental inferior, se
sintetizaría la toxina. Este mecanismo ahorraría el proceso de
esterilización, necesario para destruir este residuo biológico, y
minimizaría riesgos ambientales.
Estos resultados, publicados a principios de año en la revista Proceedings
of the National Academy of Sciences (PNAS), abren la posibilidad de adaptar
este sistema de contención biológica a la medida de cada necesidad. Ha sido
un resultado paralelo a la línea principal, porque el grupo que dirige de
J. C. Alonso, que integra científicos del CSIC y la Universidad Autónoma de
Madrid, trabaja sobre todo en la búsqueda de dianas para la identificación
de nuevos antibióticos. “De los sistemas conocidos de contención
biológica”, detalla Alonso, “éste es el único, hasta el momento, del cual
se conoce la estructura del complejo T/A”. (R+D CSIC)
Información adicional en:
http://www.cnb.csic.es/
Células pro y eucariotas
Christian de Duve
El Orígen de las Células Eucariotas
Investigación Y Ciencia, junio 1996, nº 237
pág. 18 a 26.
C.de D. compartió en 1974 el premio Nóbel de fisiología y medicina con Albert Claude y George Palade "por sus descubrimientos relacionados con la estructura y organización funcional de la célula" Prof. de la Universidad Católica de Lovaina y La Rockefeller de Nueva York, Autor de "La célula viva" y fundador del Instituto Internacional de Patología Cerebral y Molecular.
[Presentación] Animales, plantas y hongos deben su existencia a una transformación en virtud de la cual bacterias diminutas y elementales se convirtieron en células grandes y dotadas de una organización compleja.
Resumen:
Hace 3700 millones de años que surgieron los primeros seres vivos unicelulares, los procariotas, así llamados por carecer de un núcleo identificable. Estos organismos crecieron y se multiplicaron y en un lento proceso de millones de años dieron paso a un nuevo, las células eucariotas, provistas de un núcleo donde se localiza la maquinaria genética (eu -bueno-, kayron -núcleo-, en griego). Desde entonces todos los organismos pluricelulares son eucariotas, provistos de células con núcleo y con una complejidad desconocida en las procariotas. Dado que esta evolución no ha dejado fósiles, por razones evidentes, el paso de una organización a otra tiene que ser deducido a partir de la diferencia entre ambas apoyándonos en lo que ya sabemos sobre los mecanismos evolutivos. Las células eucariotas son de gran tamaño, en términos de volumen, unas 10.000 veces mayores que las procariotas, y su longitud oscila entre los diez y treinta micrómetros (las procariotas miden alrededor de un micrómetro de diámetro). El ADN en las procariotas, "formado por una ristra circular" está en contacto directo con toda la célula; en cambio en sus sucesoras tiene departamento propio, el núcleo, rodeado por el citoplasma que a su vez está segmentado por membranas que forman una red de compartimentos con funciones muy diversas pero necesarias para la vida de la célula. En el citoplasma tiene cabida millares de estructuras organizadas, los orgánulos, cada uno con un tamaño equivalente a una célula procariota. Como se ve la diferencia entre ambos organismos es de tamaño y de diversidad; algo similar a comparar una pequeña aldea rural con una gran ciudad.
No obstante estas diferencias el parentesco entre ambos está probado. Probablemente la separación entre ambos se produjo hace más de 3.000 millones de años y el autor desarrolla a continuación los complejos procesos que hicieron posible el surgimiento, desarrollo y preeminencia del segundo.
El Orígen de las Células Eucariotas
Investigación Y Ciencia, junio 1996, nº 237
pág. 18 a 26.
C.de D. compartió en 1974 el premio Nóbel de fisiología y medicina con Albert Claude y George Palade "por sus descubrimientos relacionados con la estructura y organización funcional de la célula" Prof. de la Universidad Católica de Lovaina y La Rockefeller de Nueva York, Autor de "La célula viva" y fundador del Instituto Internacional de Patología Cerebral y Molecular.
[Presentación] Animales, plantas y hongos deben su existencia a una transformación en virtud de la cual bacterias diminutas y elementales se convirtieron en células grandes y dotadas de una organización compleja.
Resumen:
Hace 3700 millones de años que surgieron los primeros seres vivos unicelulares, los procariotas, así llamados por carecer de un núcleo identificable. Estos organismos crecieron y se multiplicaron y en un lento proceso de millones de años dieron paso a un nuevo, las células eucariotas, provistas de un núcleo donde se localiza la maquinaria genética (eu -bueno-, kayron -núcleo-, en griego). Desde entonces todos los organismos pluricelulares son eucariotas, provistos de células con núcleo y con una complejidad desconocida en las procariotas. Dado que esta evolución no ha dejado fósiles, por razones evidentes, el paso de una organización a otra tiene que ser deducido a partir de la diferencia entre ambas apoyándonos en lo que ya sabemos sobre los mecanismos evolutivos. Las células eucariotas son de gran tamaño, en términos de volumen, unas 10.000 veces mayores que las procariotas, y su longitud oscila entre los diez y treinta micrómetros (las procariotas miden alrededor de un micrómetro de diámetro). El ADN en las procariotas, "formado por una ristra circular" está en contacto directo con toda la célula; en cambio en sus sucesoras tiene departamento propio, el núcleo, rodeado por el citoplasma que a su vez está segmentado por membranas que forman una red de compartimentos con funciones muy diversas pero necesarias para la vida de la célula. En el citoplasma tiene cabida millares de estructuras organizadas, los orgánulos, cada uno con un tamaño equivalente a una célula procariota. Como se ve la diferencia entre ambos organismos es de tamaño y de diversidad; algo similar a comparar una pequeña aldea rural con una gran ciudad.
No obstante estas diferencias el parentesco entre ambos está probado. Probablemente la separación entre ambos se produjo hace más de 3.000 millones de años y el autor desarrolla a continuación los complejos procesos que hicieron posible el surgimiento, desarrollo y preeminencia del segundo.
jueves, 21 de agosto de 2008
El núcleo de la célula
Helena Curtis, N. Sue Barnes, Adriana Schnek y Graciela Flores
Invitación a
6ª edición en Español
Editorial médica panamericana
[pág. 36]
En el interior de la célula, el núcleo
El núcleo es la estructura típica de la célula eucarionte que habría surgido en el curso de la historia evolutiva por invaginación de la membrana celular de organismos procariontes. En el núcleo de las células eucariontes se encuentran las moléculas que contienen la información genética ‑el DNA‑, se sintetiza RNA (véase recuadro 2‑2) y se producen procesos clave relacionados con la regulación de la expresión genética, entre otros (véanse Secciones 2 y 3). Es una estructura voluminosa, a menudo esférica que ocupa alrededor del 10% del volumen celular. Está rodeado por una envoltura nuclear, constituida por dos membranas concéntricas, cada una de las cuales es una bicapa lipídica. Estas dos membranas están separadas por un espacio perinuclear pero, a intervalos frecuentes, las membranas están perforadas formando pequeños poros nucleares por donde circulan materiales entre el núcleo y el citoplasma (fig. 2‑7). Cada poro está constituido por una estructura discoidal con más de 100 moléculas de proteínas que se conoce como complejo de poro nuclear. Estos poros permiten 1a
difusión pasiva (es decir, sin gasto de energía) de moléculas solubles pequeñas; las moléculas grandes, como las proteínas, se movilizan según señales específicas hacia adentro o afuera del núcleo por medio de transporte activo (con gasto de energía) y con cambios en la conformación del complejo del poro. En las células eucariontes el material genético ‑DNA‑ es lineal y está fuertemente unido a proteínas, llamadas histonas, y a proteínas no histónicas. Cada molécula de DNA con sus proteínas histónicas y no histónicas constituye un cromosoma. Los cromosomas se encuentran en el núcleo y cuando una célula no se está dividiendo, forman una maraña de hilos delgados, la cromatina. Cuando la célula se divide, la cromatina se condensa y los cromosomas se hacen visibles como entidades independientes. El cuerpo más conspicuo dentro del núcleo es el nucleolo; en ellos se construyen las subunidades de los ribosomas. Visto con el microscopio electrónico, el nucléolo aparece como un conjunto de delicados gránulos y fibras diminutas. Estos gránulos y fibras están constituidos por filamentos de cromatina, RNA ribosómico (véase cap. 9) que está siendo sintetizado y partículas de ribosomas inmaduros. Los nucléolos pueden variar en tamaño de acuerdo con la actividad sintética de la célula.
Entre el núcleo y la membrana celular, el citoplasma
El microscopio electrónico permitió identificar un gran número de estructuras dentro del citoplasma: en la actualidad se sabe que está altamente organizado y que contiene diversos tipos de organelas. El citosol es la fracción M citoplasma rica en proteínas libre de organelas. Para estudiar las funciones específicas de una organela, ésta debe obtenerse en cantidad y separarse de todas las demás estructuras celulares. Uno de los métodos que se utilizan es la centrifugación diferencial (fig. 2‑8).
En las figuras 2‑9 y 2‑10 se muestra el interior de una célula animal y una célula vegetal típicas. En ambas figuras pueden observarse estructuras celulares que analizaremos en este capítulo.
Las estructuras donde se sintetizan las proteínas: los ribosomas
Los ribosomas son los sitios en los cuales ocurre el acoplamiento de aminoácidos en la síntesis de proteínas, proceso que será explorado con mayor profundidad en el capítulo 9. Cuanta más proteína esté fabricando una célula, más ribosomas tendrá.
Los ribosomas son las organelas celulares más numerosas. No están rodeadas por una membrana y están constituidos por dos subunidades, cada una formada por RNA ribosómico y proteínas. Las dos subunidades, mayor y menor, normalmente están separadas y su ensamble se produce en el momento de la síntesis de proteínas.
Como vimos, las células eucariontes poseen estructuras internas que las dividen en compartimientos especializados limitados por membranas cerradas y permeables en forma selectiva. Cada compartimiento es funcionalmente diferente y contiene un grupo característico de enzimas que realizan las funciones propias de cada organela. Sin embargo, si bien los distintos compartimientos están físicamente separados, en el aspecto funcional están interconectados.
El sistema de endomembranas está constituido por vacuolas y vesículas, el retículo endoplasmático, el complejo de Golgi y los lisosomas.
El almacenamiento y el transporte de materiales: vacuolas y vesículas
El citoplasma de las células eucariontes contiene un gran número de vesículas, organelas con forma de sacos limitados por membranas. Sus principales funciones son el almacenamiento y el transporte de materiales, tanto dentro de la célula como hacia el interior y el exterior.
La mayoría de las células de plantas y hongos contienen un tipo particular de vesículas, las vacuolas, de gran tamaño y llenas de fluido, que pueden ocupar el
Las células vegetales jóvenes se caracterizan por tener muchas vacuolas pero, a medida que maduran, las numerosas vacuolas pequeñas se fusionan en una vacuola grande, central, que luego se transforma en un elemento de soporte fundamental de la célula (fig. 2‑1 l). Las vacuolas mantienen la turgencia celular y también pueden almacenar temporariamente nutrientes o productos de desecho y funcionar como un compartimiento de degradación de sustancias. En una misma célula pueden coexistir distintas vacuolas con diferentes funciones.
La síntesis y transformación de moléculas: el retículo endoplasmático
El retículo endoplasmático (RE) constituye la mayor parte M sistema de endomembranas. Es una red de sacos aplanados, tubos y canales interconectados y es característico de las células eucariontes. La cantidad de retículo endoplasmático de una célula aumenta o disminuye de acuerdo con la función y la actividad celular.
Hay dos categorías generales de retículo endoplasmático: el rugoso (RER), con ribosomas adheridos y el liso (REL), sin ribosomas, uno continuo con el otro. El RER está presente en todas las células eucariontes y predomina en aquellas que fabrican grandes ‑cantidades de proteínas de exportación. Es continuo con la membrana externa de la envoltura nuclear, que también tiene ribosomas adheridos del lado citoplasmático (fig. 2‑12).
En el citosol existen dos tipos de ribosomas, los ribosomas libres y los adheridos al RE, que son estructural y funcionalmente iguales. Si la proteína se utilizará en el citosol, la síntesis se cometa en éste, en los ribosomas libres. Por el contrario, si la proteína se liberará fuera de la célula, se incorporará a la membrana celular o al sistema de endomembranas; su producción comienza en el citosol y continúa en el RE (véase cap. 9, fig. 9‑16).
Las células especializadas en la síntesis de lípidos tienen gran cantidades de REL. Esta estructura también se encuentra muy desarrollada en las células hepáticas, donde participa en varios procesos de desintoxicación, Por ejemplo, transforma ciertas sustancias hidrófobas haciéndolas hidrosolubles de manera que pueden eliminarse con más facilidad del organismo. En el REL también se produce la degradación (hidrólisis) del glucógeno.
Todos los compartimientos están comunicados entre sí en forma permanente a través de numerosas vesículas de transporte que continuamente emergen por gemación de una membrana y se fusionan con otra. Este tráfico está altamente organizado; cada vesícula que emerge de un compartimiento toma solo las proteínas apropiadas y se fusiona con la membrana blanco determinada; así, las proteínas que se sintetizan en el RER se dirigen al complejo de Golgi dentro de pequeñas vesículas membranosas.
Modificacíón y empaquetamíento: el complejo de Golgi
En 1898, el microscopista italiano Camilo Golgi (1844‑1926) observó en células nerviosas unos sacos membranosos aplanados. Estos sacos o cisternas se encuentran apilados laxamente unos sobre otros y rodeados por túbulos y vesículas (fig. 2‑13). El hoy conocido como complejo de Golgi, presente en casi todas las células eucariontes, constituye un centro de compactación, modificación y distribución de proteínas. Las cisternas del complejo de Golgi poseen dos caras: una cara cis de entrada y una cara trans de salida, las cuales presentan compartimientos formados por una red de túbulos y vesículas llamadas, respectivamente, red del cis Golgi y red del trans Golgi. Entre las caras cis y trans existe también una cisterna central. Las proteínas y los lípidos entran por la red del cis Golgi en vesículas de transporte que provienen del RE y salen por la red del trans Golgi también en vesículas desde donde se dirigen a la superficie celular u otros compartimientos. En la actualidad se acepta que ambas redes son sitios en los que se asignan los destinos finales a las proteínas. Dentro de cada región hay enzimas que catalizan transformaciones como por ejemplo el agregado de azúcares (glucosilación) a las proteínas (véase la función de las enzimas en el capítulo 4).
Algunas proteínas y lípidos permanecen en el complejo de Golgi mientras que las proteínas glucosiladas se desprenden y viajan en vesículas de transporte que se dirigen:
· a otros compartimientos del sistema de endomembranas (lisosomas y otras organelas)
· a la superficie de la célula donde formarán parte de la membrana plasmática
· al exterior de la célula (exportación)
La distribución de las vesículas se realiza por un sofisticado mecanismo basado en la diferente composición química de los distintos compartimientos membranosos, Proteínas específicas actúan como marcadores que guían la distribución de las vesículas asegurando que éstas solo se fusionen con el compartimiento adecuado. La maquinaria molecular implicada en el transporte vesicular se está estudiando intensamente en la actualidad.
En las células vegetales, el complejo de Golgi también sintetiza y reúne algunos de los componentes de las paredes celulares, a los cuales exporta a la superficie de la célula donde son ensamblados. En estas células, así como en las de hongos, protistas y algunos invertebrados, las cisternas son unidades separadas en el citoplasma.
En la figura 2‑14 se resume el modo en que los ribosomas, el retículo endoplasmático, el complejo de Golgi y sus vesículas interactúan recíprocamente en la producción de nuevo material para la membrana celular y de macromoléculas de exportación.
La digestión intracelular: los lisosomas
Los lisosomas son un tipo de vesículas relativamente grandes formadas en el complejo de Golgi, presentes en las células animales. Estas bolsas membranosas contienen enzimas hidrolíticas que son activas en un medio ácido. Estas enzimas, así aisladas del resto de la célula, degradan los tipos principales de macromoléculas que se encuentran en una célula viva: proteínas, polisacáridos, ácidos nucleicos y lípidos. Existen bombas en la membrana del lisosoma que bombean H+ al interior de la vesícula con gasto de energía; así, se mantiene el pH ácido favorable para la acción de enzimas hidrolíticas (véase cap. l).
Un ejemplo de la función de los lisosomas se ve en los glóbulos blancos, que capturan bacterias en el cuerpo humano. Cuando las bacterias son incorporadas, o fagocitadas, por estas células del sistema inmunológico, quedan envueltas en un saco membranoso, formando una vacuola Los lisosomas primarios que se encuentran dentro de las células se fusionan con las vacuolas que atraparon las bacterias, formando un lisosoma secundario. Las enzimas hidrolíticas digieren rápidamente las bacterias y las moléculas pequeñas que se forman como producto de esta digestión atraviesan la membrana del lisosoma hacia el citosol donde luego se reutilizan.
Otro tipo de organelas
La degradación de ácidos grasos y sustancias tóxicas: los peroxisomas
Otro tipo de vesícula relativamente grande, presente en la mayoría de las células eucariontes y que contiene enzimas oxidativas son los peroxisomas que, junto con las mitocondrias, constituyen los principales sitios de utilización del oxígeno dentro de la célula. En los peroxisomas, la degradación de ácidos grasos libera calor como forma de energía y compuestos que participan en la síntesis de otras sustancias. En este proceso, la enzima oxidasa une el hidrógeno a átomos de oxígeno y forma peróxido de hidrógeno (H202), un compuesto en extremo tóxico para las células vivas. Otra de las enzimas, la catalasa, escinde inmediatamente el peróxido de hidrógeno acumulado en agua e hidrógeno, lo cual evita cualquier daño a las células. Los peroxisomas son particularmente abundantes en las células hepáticas donde participan en la eliminación por oxidación de algunas sustancias tóxicas como el etanol. En las plantas se conocen dos tipos diferentes de peroxisomas. Uno presente en las hojas, donde se realiza el proceso de fotorrespiración (véase cap. 5, pág. 88) y otro denominado glioxisoma, presente en semillas en germinación. En los glioxisomas, los ácidos grasos almacenados en las semillas oleaginosas se transforman en azúcares necesarios para el crecimiento de la planta.
martes, 1 de julio de 2008
Reconocimiento mutuo de neuronas
Autor: Varios Autores
Título: Función Cerebral
Editorial/Colec.: Libros de Investigación y Ciencia
Lugar/Fecha/Pág.: Prensa Científica. Bcn. 1ra Reimp. 1995
Nota: ocr 1ª pág.
-----------------
RECONOCIMIENTO MUTUO ENTRE NEURONAS EMBRIONARIAS
Corey S. Goodman y Michael J. Bastiani
Febrero de 1985
Pág. 8.
[Presentación] Se buscan e interconectan con gran especificidad. En los embriones de insectos lo logran siguiendo sendas, marcadas en su superficie por moléculas especificas de reconocimiento.
[1ªpág.]
El cerebro humano consta de cientos de miles de millones de células nerviosas, cada una de las cuales emite numerosas y largas prolongaciones que se entremezclan e interconectan con admirable especificidad. Uno de los principales misterios que le quedan por resolver a la biología es desentrañar cómo se interconecta el sistema nervioso durante el desarrollo embrionario. ¿Cómo logran las neuronas, las células nerviosas, encontrarse y reconocerse mutuamente para establecer las conexiones adecuadas?
Las estructuras que sirven de guía para el crecimiento de las fibras nerviosas fueron identificadas a fines del siglo XIX por Santiago Ramón y Cajal, pionero de la neuroanatomía. Se trata de extensiones ameboideas en forma de maza, situadas en el extremo de las fibras nerviosas, a las que Ramón y Cajal denominó conos de crecimiento. Cajal, y algo después Ross G. Harrison, de la Universidad de Yale, comprobó que cl crecimiento de una fibra nerviosa no sigue un curso arbitrario: para encontrar y reconocer su objetivo, un determinado cono de crecimiento se extiende siempre a lo largo de una senda específica. De ello dedujeron ambos que los conos de crecimiento debían poseer una alta sensibilidad química y que sus objetivos estarían especificados químicamente. Esa idea se concretó. a principios de ]os años 60, en la hipótesis de la quimioafinidad, propuesta por Roger W. Sperry, del Instituto de Tecnología de California. Según Sperry, "la senda final seguida por cualquier fibra refleja la historia de una serie continua de decisiones, tomadas en razón de las afinidades entre los diversos filamentos de exploración que examinan el terreno circundante y los variados elementos que va encontrando cada uno''.
En la última década, el conocimiento de la estructura de los conos de crecimiento y los mecanismos de su movimiento ha avanzado notablemente gracias a los estudios de cultivos "in vitro" de neuronas disociadas efectuados por Dennis Bray, del King's College de Londres, Paul C. Letourneau, de la Universidad de Minnesota. y Norman K. Wessells, de la Universidad de Stanford. Los conos de crecimiento emiten numerosas prolongaciones filamentosas. denominadas filopodios (los "filamentos exploratorios" de Sperry), que se alargan en muchas direcciones y exploran el entorno. Los filopodios son estructuras dinámicas; se extienden, mueven y retraen en cosa de minutos. Muchos de ellos establecen contactos con la superficie de otras células. Si un filopodio se adhiere débilmente a la superficie, se retrae hacia su cono de crecimiento. Si se adhiere con firmeza, persiste, y su contracción ulterior genera una tensión que conduce el borde dirigente del cono de crecimiento hacia el punto de adhesión. Así, aprovechándose de la adhesividad diferencial de sus filopodios, cabe dirigir a voluntad los conos de crecimiento, en cultivos de tejidos, hacia superficies concretas.
Las preguntas que planteábamos al principio pueden ahora formularse en términos más precisos. ¿Cómo se guían hacia sus objetivos los conos de crecimiento neuronal en un embrión en desarrollo? ¿Hasta qué punto los conos de crecimiento y los filopodios reconocen específicamente la superficie de otras neuronas durante el desarrollo y en qué grado están esas superficies marcadas específicamente? ¿Cuál es el código molecular de los marcadores de superficie y cómo lo descifran los conos de crecimiento en desarrollo? Para responder a todo ello, muchos de los que, como nosotros, esperamos entender un día cómo se interconectan las neuronas
Reconocimiento mutuo entre neuronas embrionarias del cerebro humano durante el desarrollo hemos empezado por estudiar los cerebros, mucho más sencillos, de organismos invertebrados. En Stanford hemos investigado el desarrollo de la especificidad neuronal en embriones de dos insectos: el saltamontes Sctzistocerca americana y la mosca del vinagre Drosophila melanoguster.
El sistema nervioso central de estos y otros insectos comprende un cerebro (que tiene alrededor de 50.000 neuronas) y una cadena de ganglios segmentales, o grupos de células nerviosas. más simples, que reflejan la organización segmentada del animal. Cada ganglio tiene dos hemisegmentos (agrupaciones idénticas de unas 1000 neuronas), uno a cada lado del animal. Los ganglios están unidos entre sí por grandes haces de axones, denominados conectivos. (Los axones son las prolongaciones neuronales principales, que conducen los impulsos a las sinapsis, lugares de contacto y comunicación entre neuronas; las dendritas son prolongaciones generalmente más cortas. responsables en gran medida de la recepción de los impulsos.) En cada ganglio se distingue una delgada capa de cuerpos celulares cerca de la superficie ventral (inferior) y una región dorsal (superior), mayor, denominada neuropilo, donde todas las prolongaciones axónicas y dendríticas procedentes de los cuerpos celulares se entrelazan e interconectan sinápticamente. La mayoría de las 1000 neuronas de cada hemisegmento puede identificarse individualmente gracias a la forma exclusiva de sus axones y dendritas, y al patrón único de conexiones sinápticas que establecen con las prolongaciones de otras neuronas. Estas "neuronas identificadas" son las mismas en todos los individuos de una especie. (...)
Título: Función Cerebral
Editorial/Colec.: Libros de Investigación y Ciencia
Lugar/Fecha/Pág.: Prensa Científica. Bcn. 1ra Reimp. 1995
Nota: ocr 1ª pág.
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RECONOCIMIENTO MUTUO ENTRE NEURONAS EMBRIONARIAS
Corey S. Goodman y Michael J. Bastiani
Febrero de 1985
Pág. 8.
[Presentación] Se buscan e interconectan con gran especificidad. En los embriones de insectos lo logran siguiendo sendas, marcadas en su superficie por moléculas especificas de reconocimiento.
[1ªpág.]
El cerebro humano consta de cientos de miles de millones de células nerviosas, cada una de las cuales emite numerosas y largas prolongaciones que se entremezclan e interconectan con admirable especificidad. Uno de los principales misterios que le quedan por resolver a la biología es desentrañar cómo se interconecta el sistema nervioso durante el desarrollo embrionario. ¿Cómo logran las neuronas, las células nerviosas, encontrarse y reconocerse mutuamente para establecer las conexiones adecuadas?
Las estructuras que sirven de guía para el crecimiento de las fibras nerviosas fueron identificadas a fines del siglo XIX por Santiago Ramón y Cajal, pionero de la neuroanatomía. Se trata de extensiones ameboideas en forma de maza, situadas en el extremo de las fibras nerviosas, a las que Ramón y Cajal denominó conos de crecimiento. Cajal, y algo después Ross G. Harrison, de la Universidad de Yale, comprobó que cl crecimiento de una fibra nerviosa no sigue un curso arbitrario: para encontrar y reconocer su objetivo, un determinado cono de crecimiento se extiende siempre a lo largo de una senda específica. De ello dedujeron ambos que los conos de crecimiento debían poseer una alta sensibilidad química y que sus objetivos estarían especificados químicamente. Esa idea se concretó. a principios de ]os años 60, en la hipótesis de la quimioafinidad, propuesta por Roger W. Sperry, del Instituto de Tecnología de California. Según Sperry, "la senda final seguida por cualquier fibra refleja la historia de una serie continua de decisiones, tomadas en razón de las afinidades entre los diversos filamentos de exploración que examinan el terreno circundante y los variados elementos que va encontrando cada uno''.
En la última década, el conocimiento de la estructura de los conos de crecimiento y los mecanismos de su movimiento ha avanzado notablemente gracias a los estudios de cultivos "in vitro" de neuronas disociadas efectuados por Dennis Bray, del King's College de Londres, Paul C. Letourneau, de la Universidad de Minnesota. y Norman K. Wessells, de la Universidad de Stanford. Los conos de crecimiento emiten numerosas prolongaciones filamentosas. denominadas filopodios (los "filamentos exploratorios" de Sperry), que se alargan en muchas direcciones y exploran el entorno. Los filopodios son estructuras dinámicas; se extienden, mueven y retraen en cosa de minutos. Muchos de ellos establecen contactos con la superficie de otras células. Si un filopodio se adhiere débilmente a la superficie, se retrae hacia su cono de crecimiento. Si se adhiere con firmeza, persiste, y su contracción ulterior genera una tensión que conduce el borde dirigente del cono de crecimiento hacia el punto de adhesión. Así, aprovechándose de la adhesividad diferencial de sus filopodios, cabe dirigir a voluntad los conos de crecimiento, en cultivos de tejidos, hacia superficies concretas.
Las preguntas que planteábamos al principio pueden ahora formularse en términos más precisos. ¿Cómo se guían hacia sus objetivos los conos de crecimiento neuronal en un embrión en desarrollo? ¿Hasta qué punto los conos de crecimiento y los filopodios reconocen específicamente la superficie de otras neuronas durante el desarrollo y en qué grado están esas superficies marcadas específicamente? ¿Cuál es el código molecular de los marcadores de superficie y cómo lo descifran los conos de crecimiento en desarrollo? Para responder a todo ello, muchos de los que, como nosotros, esperamos entender un día cómo se interconectan las neuronas
Reconocimiento mutuo entre neuronas embrionarias del cerebro humano durante el desarrollo hemos empezado por estudiar los cerebros, mucho más sencillos, de organismos invertebrados. En Stanford hemos investigado el desarrollo de la especificidad neuronal en embriones de dos insectos: el saltamontes Sctzistocerca americana y la mosca del vinagre Drosophila melanoguster.
El sistema nervioso central de estos y otros insectos comprende un cerebro (que tiene alrededor de 50.000 neuronas) y una cadena de ganglios segmentales, o grupos de células nerviosas. más simples, que reflejan la organización segmentada del animal. Cada ganglio tiene dos hemisegmentos (agrupaciones idénticas de unas 1000 neuronas), uno a cada lado del animal. Los ganglios están unidos entre sí por grandes haces de axones, denominados conectivos. (Los axones son las prolongaciones neuronales principales, que conducen los impulsos a las sinapsis, lugares de contacto y comunicación entre neuronas; las dendritas son prolongaciones generalmente más cortas. responsables en gran medida de la recepción de los impulsos.) En cada ganglio se distingue una delgada capa de cuerpos celulares cerca de la superficie ventral (inferior) y una región dorsal (superior), mayor, denominada neuropilo, donde todas las prolongaciones axónicas y dendríticas procedentes de los cuerpos celulares se entrelazan e interconectan sinápticamente. La mayoría de las 1000 neuronas de cada hemisegmento puede identificarse individualmente gracias a la forma exclusiva de sus axones y dendritas, y al patrón único de conexiones sinápticas que establecen con las prolongaciones de otras neuronas. Estas "neuronas identificadas" son las mismas en todos los individuos de una especie. (...)
miércoles, 23 de abril de 2008
Células ciliadas
Varios Autores.
Función Cerebral.
Libros de Investigación y Ciencia.
Prensa Científica. Bcn. 1ra Reimp. 1995
Células ciliadas del oído interno
A. J. Hudspeth.
Marzo de 1983
[Presentación] Se trata de transductores altamente sensibles que facilitan las sensaciones de audición y equilibrio. Una fuerza sutil aplicada al ápice celular produce una señal eléctrica en el polo basal
[1ªpág.]
A primera vista, no parece que tengan mucho que ver la audición, el equilibrio para una marcha erguida en el hombre, la capacidad de ciertos animales para detectar vibraciones en el suelo y la de los peces para percibir el desplazamiento del agua. Sin embargo, es un hecho que estas cuatro sensaciones están íntimamente relacionadas, a través de un mismo tipo de receptor: la célula ciliada sensorial. caracterizada por un penacho fascicular de protrusiones celulares muy finas. que surgen de su polo apical. Esta célula es un transductor mecano-eléctrico extraordinariamente sensible, que convierte la fuerza mecánica en señal eléctrica, es decir, el estímulo aplicado al hacecillo ciliar en mensaje encauzado hacia el cerebro.
Cada célula ciliada es sensible solamente a un limitado margen de estímulos. En consecuencia, y dado que el organismo necesita información útil acerca de su ambiente y de sus propios movimientos, habrán de combinarse miles de receptores que den salida a su respectivo mensaje. Tal número de células ciliadas se reparten por los diversos y diminutos órganos sensoriales del oído interno. En el hombre existen seis de esos órganos a cada lado de la cabeza, con hileras de miles de células ciliadas cuya sensibilidad varía muy ligeramente de unas a otras. Las respuestas combinadas de esas células proporcionan información sobre la aceleración lineal en cualquier dirección. la aceleración angular respecto a los tres ejes espaciales y sobre los tonos audibles en un amplio margen de frecuencias.
Aunque la estructura general de la célula ciliada y el papel sensorial de sus receptores se conocen desde hace muchos años, es ahora cuando comienza a dilucidarse el comportamiento individual de esa célula. Para el examen de los acontecimientos a escala celular hemos trabajado con células ciliadas aisladas del oído interno de la rana toro (Rana catesbeiana), haciendo presión sobre el penacho ciliar mediante una microsonda y registrando simultáneamente el potencial eléctrico de salida de la célula. Con este dispositivo se ha conseguido por primera vez el registro de una sola célula durante la aplicación de un estímulo mecánico. perfectamente controlado, sobre el hacecillo ciliar.
Las células ciliadas responden a estímulos notablemente pequeños. Las de los mamíferos empiezan a elaborar respuestas en cuanto el extremo apical del hacecillo se desplaza no más de 100 picometros (billonésimas de metro); esta distancia se aproxima al diámetro de algunos atómos. Los registros de estas células aisladas demuestran, además, que cada receptor tiene un máximo de sensibilidad para determinada dirección del estímulo; al desplazar el hacecillo en una dirección, la célula sólo responde a la componente del movimiento que va en su dirección de máxima sensibilidad. Los registros, en combinación con observaciones al microscopio óptico, o al electrónico, están comenzando a proporcionar amplia información del trabajo de los receptores sensoriales del oído interno. Quedan, por supuesto, muchas cuestiones pendientes, entre ellas la más acuciante: cuál sea el mecanismo molecular por cuya virtud el desplazamiento del penacho ciliar altera las propiedades eléctricas de la célula y determina el envío de un mensaje hacia el cerebro.
La célula ciliada presenta una forma cilíndrica o en matraz. Se integra siempre en un epitelio de uno o pocos más estratos celulares. Estrechamente emparentada con la célula nerviosa, o neurona, carece, sin embargo. de prolongaciones filamentosas -dendritas y axón-, que partan del cuerpo celular y transmitan señales eléctricas al sistema nervioso. De ahí que también se las llame paraneuronas. En los epitelios que las contienen, el extremo apical de las células ciliadas aflora a la superficie al mismo nivel que las células de soporte contiguas. Ambos tipos celulares forman así una superficie lisa de la que emergen los mechones o hacecillos ciliares. La longitud de estos hacecillos varía, según las células, desde tres hasta más de 200 micras (millonésimas de metro) .
Las sutilezas estructurales del hacecillo ciliar cambian también de una especie a otra, e incluso de un órgano a otro del oído interno del mismo individuo. Lo que no obsta para que el patrón fundamental de estos penachos sea común a todos los vertebrados. Cada uno consta de 10 a 150 prolongaciones muy delgadas. en forma de bastón. Las prolongaciones reciben el nombre de cilios; se reparten entre dos tipos estructurales absolutamente distintos. Todos los filamentos del haz, menos uno, constituyen los estereocilios, orgánulos cilíndricos o en maza que muestran en su parte axial interior unos microfilamentos densamente empaquetados. El plasmalema, o membrana superficial de la célula, recubre el estereocilio como el dedo de un guante el de la mano. El diámetro de los esterocilios varía entre una y dos micras.
A pesar del nombre con el que se designan, no se trata de verdaderos cilios. Un cilio auténtico, el de un espermatozoide por ejemplo, posee una compleja estructura central, altamente diferenciada, el axonema, donde se origina la motilidad propia de los cilios en general, comparable en todo con Ia de un remo en acción. Los penachos de la célula ciliada sensorial tienen un sólo cilio verdadero, el quinociliol con más de 25 micras de diámetro, dos túbulos centrales y nueve pares de microtúbulos periféricos que comparten un tabique intermedio; todo ello semeja a los axonemas de otros cilios. El quinocilio carece de motilidad propia, y su extremo distal suele quedar adherido a los estereocilios adyacentes.
(continua ...)
Función Cerebral.
Libros de Investigación y Ciencia.
Prensa Científica. Bcn. 1ra Reimp. 1995
Células ciliadas del oído interno
A. J. Hudspeth.
Marzo de 1983
[Presentación] Se trata de transductores altamente sensibles que facilitan las sensaciones de audición y equilibrio. Una fuerza sutil aplicada al ápice celular produce una señal eléctrica en el polo basal
[1ªpág.]
A primera vista, no parece que tengan mucho que ver la audición, el equilibrio para una marcha erguida en el hombre, la capacidad de ciertos animales para detectar vibraciones en el suelo y la de los peces para percibir el desplazamiento del agua. Sin embargo, es un hecho que estas cuatro sensaciones están íntimamente relacionadas, a través de un mismo tipo de receptor: la célula ciliada sensorial. caracterizada por un penacho fascicular de protrusiones celulares muy finas. que surgen de su polo apical. Esta célula es un transductor mecano-eléctrico extraordinariamente sensible, que convierte la fuerza mecánica en señal eléctrica, es decir, el estímulo aplicado al hacecillo ciliar en mensaje encauzado hacia el cerebro.
Cada célula ciliada es sensible solamente a un limitado margen de estímulos. En consecuencia, y dado que el organismo necesita información útil acerca de su ambiente y de sus propios movimientos, habrán de combinarse miles de receptores que den salida a su respectivo mensaje. Tal número de células ciliadas se reparten por los diversos y diminutos órganos sensoriales del oído interno. En el hombre existen seis de esos órganos a cada lado de la cabeza, con hileras de miles de células ciliadas cuya sensibilidad varía muy ligeramente de unas a otras. Las respuestas combinadas de esas células proporcionan información sobre la aceleración lineal en cualquier dirección. la aceleración angular respecto a los tres ejes espaciales y sobre los tonos audibles en un amplio margen de frecuencias.
Aunque la estructura general de la célula ciliada y el papel sensorial de sus receptores se conocen desde hace muchos años, es ahora cuando comienza a dilucidarse el comportamiento individual de esa célula. Para el examen de los acontecimientos a escala celular hemos trabajado con células ciliadas aisladas del oído interno de la rana toro (Rana catesbeiana), haciendo presión sobre el penacho ciliar mediante una microsonda y registrando simultáneamente el potencial eléctrico de salida de la célula. Con este dispositivo se ha conseguido por primera vez el registro de una sola célula durante la aplicación de un estímulo mecánico. perfectamente controlado, sobre el hacecillo ciliar.
Las células ciliadas responden a estímulos notablemente pequeños. Las de los mamíferos empiezan a elaborar respuestas en cuanto el extremo apical del hacecillo se desplaza no más de 100 picometros (billonésimas de metro); esta distancia se aproxima al diámetro de algunos atómos. Los registros de estas células aisladas demuestran, además, que cada receptor tiene un máximo de sensibilidad para determinada dirección del estímulo; al desplazar el hacecillo en una dirección, la célula sólo responde a la componente del movimiento que va en su dirección de máxima sensibilidad. Los registros, en combinación con observaciones al microscopio óptico, o al electrónico, están comenzando a proporcionar amplia información del trabajo de los receptores sensoriales del oído interno. Quedan, por supuesto, muchas cuestiones pendientes, entre ellas la más acuciante: cuál sea el mecanismo molecular por cuya virtud el desplazamiento del penacho ciliar altera las propiedades eléctricas de la célula y determina el envío de un mensaje hacia el cerebro.
La célula ciliada presenta una forma cilíndrica o en matraz. Se integra siempre en un epitelio de uno o pocos más estratos celulares. Estrechamente emparentada con la célula nerviosa, o neurona, carece, sin embargo. de prolongaciones filamentosas -dendritas y axón-, que partan del cuerpo celular y transmitan señales eléctricas al sistema nervioso. De ahí que también se las llame paraneuronas. En los epitelios que las contienen, el extremo apical de las células ciliadas aflora a la superficie al mismo nivel que las células de soporte contiguas. Ambos tipos celulares forman así una superficie lisa de la que emergen los mechones o hacecillos ciliares. La longitud de estos hacecillos varía, según las células, desde tres hasta más de 200 micras (millonésimas de metro) .
Las sutilezas estructurales del hacecillo ciliar cambian también de una especie a otra, e incluso de un órgano a otro del oído interno del mismo individuo. Lo que no obsta para que el patrón fundamental de estos penachos sea común a todos los vertebrados. Cada uno consta de 10 a 150 prolongaciones muy delgadas. en forma de bastón. Las prolongaciones reciben el nombre de cilios; se reparten entre dos tipos estructurales absolutamente distintos. Todos los filamentos del haz, menos uno, constituyen los estereocilios, orgánulos cilíndricos o en maza que muestran en su parte axial interior unos microfilamentos densamente empaquetados. El plasmalema, o membrana superficial de la célula, recubre el estereocilio como el dedo de un guante el de la mano. El diámetro de los esterocilios varía entre una y dos micras.
A pesar del nombre con el que se designan, no se trata de verdaderos cilios. Un cilio auténtico, el de un espermatozoide por ejemplo, posee una compleja estructura central, altamente diferenciada, el axonema, donde se origina la motilidad propia de los cilios en general, comparable en todo con Ia de un remo en acción. Los penachos de la célula ciliada sensorial tienen un sólo cilio verdadero, el quinociliol con más de 25 micras de diámetro, dos túbulos centrales y nueve pares de microtúbulos periféricos que comparten un tabique intermedio; todo ello semeja a los axonemas de otros cilios. El quinocilio carece de motilidad propia, y su extremo distal suele quedar adherido a los estereocilios adyacentes.
(continua ...)
lunes, 21 de abril de 2008
Células cerebrales estrelladas
Autor: Varios Autores
Título: Función Cerebral
Editorial/Colec.: Libros de Investigación y Ciencia
Lugar/Fecha/Pág.: Prensa Científica. Bcn. 1ra Reimp. 1995
ASTROCITOS
Harold K. Kimelberg y Michael D. Norenberg
Junio de 1989
Pág. 18
HAROLD K. KIMELBERG y MICHAEL D. NORENBERG han centrado sus investigaciones en el estudio del astrocito. Kimelberg es profesor de investigación en la división de neurocirugía de la Facultad de Medicina de Albany. Allí enseña tambien bioquímica y farmacología, amén de dirigir el programa de neurociencias. Desde que se trasladó a Albany en 1974, se ha dedicado en exclusiva al estudio de los astrocitos. Norenberg es profesor de patología y director de neuropatología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Miami. Su investigación se ha polarizado en las enfermedades degenerativas del cerebro causadas por alteraciones metabólicas y en la intervenci?n de los astrocitos en las mismas.
[Presentación] Años atrás, creíase que estas células cerebrales, llamadas así por su forma estrellada, eran elementos de sostén. Investigaciones recientes demuestran, sin embargo, que intervienen en la actividad, el desarrollo y la patología del cerebro.
[1ª pág.]
Cuando se aborda el funcionamiento del cerebro humano solemos situarnos de inmediato en una óptica neuronal. Las neuronas, celulas excitables, permiten el procesamiento de la informaci ?n en el cerebro mediante la transmisión de señales eléctricas complejas. Esta justificada, pues, la sorpresa del oyente cuando se le hace saber que más de la mitad del volumen cerebral está ocupado por células inexcitables. De estas, la neuroglía o "pegamento de nervios", si atendemos a su etimología, constituye la clase principal. Y en el seno de las celulas gliales destacan los astrocitos? o astroglía.
Así Ilamados por su forma estrellada, ]os astrocitos se conocen desde finales del sigio xIx. Durante mucho tiempo, se les atribuyó una función meramente estructural, pasiva o de sostén de las neuronas. Sin embargo, en algo menos de una decada, esa opinión cambió radicalmente merced a los adelantos en los métodos de identificación y cultivo de astrocitos, quc permitieron entender mejor sus funciones. Sabemos hoy con certeza que los astrocitos tienen misiones fundamentales en la fisiología normal, en el desarrollo del cerebro y en la patología dcl sistema nervioso. Resulta evidente que no conoceremos bien el funcionamiento del cerebro sin antes dominar la variadísima actividad de los astrocitos.
Identificación del astrocito
A Rudolf Virchow, eminente patólogo alemán, debemos la acuñación del término neuroglía en 1846. Dcsignaba. con el, las regiones existentes entre las neuronas, analogas en su opinión al tejido conectivo de otros órganos. La aplicación dc nuevas técnicas de tinción mediante impregnación metálica desarrolladas por el citólogo italiano Camillo Golgi en el ecuador de la década de 1870 puso de manifiesto que las regiones en cuestión constaban de un tipo peculiar de células no neuronales. Por su parte, Santiago Ramón y Cajal y su discípulo Pío del Río Hortega, pioneros de ]a neuroanatomía española, perfeccionaron dichas tecnicas de tinción e idearon un sistema de clasificación de ias células gliales que, en gran parte, se ha mantenido vigente hasta nuestros días.
En este sistema, la inmensa mayoría de las células neurogliales vienen a constituir la macroglía. Una minoría exigua, que no deriva del tejido nervioso, se denomina micróglia. A su vez, la macroglía se subdivide en astrocitos y oligodendrocitos. Se sabe que los oligodendrocitos sintetizan la mielina que cubre los axones de las neuronas en la materia blanca del cerebro. (De hecho, confiere a la materia blanca su coloraciBn característica, que la distingue de la materia gris.) Los astrocitos se presentan en dos formas principales: astrocitos fibrosos, que se encuentran en la materia blanca, y astrocitos protoplásmicos, localizados en la materia gris. (Podríamos enumerar más subtipos.) A pesar dc la dispar estructura anatómica de las distintas clases de astrocitos, seguimos sin conocer todavía las diferencias funcionales; lo que quizá no sorprenda si se tiene en cuenta que apenas estamos empezando a desentrañar las funciones generales de las celulas de la astroglía.
El avance de los últimos 15 años en el conocimiento de las funciones de los astrocitos debióse, en parte, al descubrimiento, a principios de los setenta, de la PAFG. Esta proteína ácida, fibrilar y glial (dc ahí las siglas), es un componente de los filamcntos gliales intermedios que encontramos en el citoplasma de los astrocitos; esos filamentos intervienen, a su vez. en el citoesqueleto que dota a la célula de su forma general (como sucede en la mayoría de las células). La PAFG, aislada por Lawrence F. Eng y Amico Bignami, de la Universidad de Stanford, se encuentra exclusivamente en los astrocitos; rcsulta, por tanto, un marcador inestimable para identificar esas células en muestras de tejido y en cultivos. Muchos datos sobre la función de los astrocitos que iran apareciendo en este artículo proceden del trabajo con cultivos puros de astrocitos, identificados como tales en virtud de la presencia de la PAFG. Los resultados de dicho trabajo sugieren que los astrocitos cumplen múltiples misiones activas en el mantenimiento de la fisiología normal del cerebro. Así, se les reconoce un papel decisivo en el metabolismo del glutamato y del ácido gamma-aminobutírico (GABA), importantes neurotransmisores de tipo excitador e inhibidor, respectivamente. Para que la red neuronal funcione debidamente, hay que eliminar esos transmisores, una vez se hayan vertido al espacio sinaptico (entre neuronas). Sabemos ya que ciertas moléculas neurotransmisoras eliminadas alcanzan los astrocitos. Allí, GABA y glutamato se metabolizan para formar glutamina. Este aminoácido sirve, a su (...)
Título: Función Cerebral
Editorial/Colec.: Libros de Investigación y Ciencia
Lugar/Fecha/Pág.: Prensa Científica. Bcn. 1ra Reimp. 1995
ASTROCITOS
Harold K. Kimelberg y Michael D. Norenberg
Junio de 1989
Pág. 18
HAROLD K. KIMELBERG y MICHAEL D. NORENBERG han centrado sus investigaciones en el estudio del astrocito. Kimelberg es profesor de investigación en la división de neurocirugía de la Facultad de Medicina de Albany. Allí enseña tambien bioquímica y farmacología, amén de dirigir el programa de neurociencias. Desde que se trasladó a Albany en 1974, se ha dedicado en exclusiva al estudio de los astrocitos. Norenberg es profesor de patología y director de neuropatología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Miami. Su investigación se ha polarizado en las enfermedades degenerativas del cerebro causadas por alteraciones metabólicas y en la intervenci?n de los astrocitos en las mismas.
[Presentación] Años atrás, creíase que estas células cerebrales, llamadas así por su forma estrellada, eran elementos de sostén. Investigaciones recientes demuestran, sin embargo, que intervienen en la actividad, el desarrollo y la patología del cerebro.
[1ª pág.]
Cuando se aborda el funcionamiento del cerebro humano solemos situarnos de inmediato en una óptica neuronal. Las neuronas, celulas excitables, permiten el procesamiento de la informaci ?n en el cerebro mediante la transmisión de señales eléctricas complejas. Esta justificada, pues, la sorpresa del oyente cuando se le hace saber que más de la mitad del volumen cerebral está ocupado por células inexcitables. De estas, la neuroglía o "pegamento de nervios", si atendemos a su etimología, constituye la clase principal. Y en el seno de las celulas gliales destacan los astrocitos? o astroglía.
Así Ilamados por su forma estrellada, ]os astrocitos se conocen desde finales del sigio xIx. Durante mucho tiempo, se les atribuyó una función meramente estructural, pasiva o de sostén de las neuronas. Sin embargo, en algo menos de una decada, esa opinión cambió radicalmente merced a los adelantos en los métodos de identificación y cultivo de astrocitos, quc permitieron entender mejor sus funciones. Sabemos hoy con certeza que los astrocitos tienen misiones fundamentales en la fisiología normal, en el desarrollo del cerebro y en la patología dcl sistema nervioso. Resulta evidente que no conoceremos bien el funcionamiento del cerebro sin antes dominar la variadísima actividad de los astrocitos.
Identificación del astrocito
A Rudolf Virchow, eminente patólogo alemán, debemos la acuñación del término neuroglía en 1846. Dcsignaba. con el, las regiones existentes entre las neuronas, analogas en su opinión al tejido conectivo de otros órganos. La aplicación dc nuevas técnicas de tinción mediante impregnación metálica desarrolladas por el citólogo italiano Camillo Golgi en el ecuador de la década de 1870 puso de manifiesto que las regiones en cuestión constaban de un tipo peculiar de células no neuronales. Por su parte, Santiago Ramón y Cajal y su discípulo Pío del Río Hortega, pioneros de ]a neuroanatomía española, perfeccionaron dichas tecnicas de tinción e idearon un sistema de clasificación de ias células gliales que, en gran parte, se ha mantenido vigente hasta nuestros días.
En este sistema, la inmensa mayoría de las células neurogliales vienen a constituir la macroglía. Una minoría exigua, que no deriva del tejido nervioso, se denomina micróglia. A su vez, la macroglía se subdivide en astrocitos y oligodendrocitos. Se sabe que los oligodendrocitos sintetizan la mielina que cubre los axones de las neuronas en la materia blanca del cerebro. (De hecho, confiere a la materia blanca su coloraciBn característica, que la distingue de la materia gris.) Los astrocitos se presentan en dos formas principales: astrocitos fibrosos, que se encuentran en la materia blanca, y astrocitos protoplásmicos, localizados en la materia gris. (Podríamos enumerar más subtipos.) A pesar dc la dispar estructura anatómica de las distintas clases de astrocitos, seguimos sin conocer todavía las diferencias funcionales; lo que quizá no sorprenda si se tiene en cuenta que apenas estamos empezando a desentrañar las funciones generales de las celulas de la astroglía.
El avance de los últimos 15 años en el conocimiento de las funciones de los astrocitos debióse, en parte, al descubrimiento, a principios de los setenta, de la PAFG. Esta proteína ácida, fibrilar y glial (dc ahí las siglas), es un componente de los filamcntos gliales intermedios que encontramos en el citoplasma de los astrocitos; esos filamentos intervienen, a su vez. en el citoesqueleto que dota a la célula de su forma general (como sucede en la mayoría de las células). La PAFG, aislada por Lawrence F. Eng y Amico Bignami, de la Universidad de Stanford, se encuentra exclusivamente en los astrocitos; rcsulta, por tanto, un marcador inestimable para identificar esas células en muestras de tejido y en cultivos. Muchos datos sobre la función de los astrocitos que iran apareciendo en este artículo proceden del trabajo con cultivos puros de astrocitos, identificados como tales en virtud de la presencia de la PAFG. Los resultados de dicho trabajo sugieren que los astrocitos cumplen múltiples misiones activas en el mantenimiento de la fisiología normal del cerebro. Así, se les reconoce un papel decisivo en el metabolismo del glutamato y del ácido gamma-aminobutírico (GABA), importantes neurotransmisores de tipo excitador e inhibidor, respectivamente. Para que la red neuronal funcione debidamente, hay que eliminar esos transmisores, una vez se hayan vertido al espacio sinaptico (entre neuronas). Sabemos ya que ciertas moléculas neurotransmisoras eliminadas alcanzan los astrocitos. Allí, GABA y glutamato se metabolizan para formar glutamina. Este aminoácido sirve, a su (...)
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