Estamos compuestos por más de 150 tipos celulares diferentes. Como las personas y sus profesiones, las células tienen una especialización. Una vez se derivan en hepatocitos -células del hígado- dejan de ser capaces de formar parte de un corazón o de un hueso.
Lo curioso es que si miramos dentro de cada una de estas células encontraremos el mismo ADN, los mismos planos de construcción, escritos con el alfabeto de nucleótidos A, C, T y G.
¿Quién decide entonces en qué va a convertirse? ¿Cómo sabe qué genes expresar (qué planos usar, qué proteínas construir)?
A lo largo de la vida de una célula habrá unos genes que se apaguen o se enciendan en función de si son necesarios. Quien regulará esto será una serie de marcas que se colocarán sobre la secuencia de ADN. Una de las marcas más importantes es la metilación. Metilar es añadir un grupo químico, como una pequeña bandera, encima de un nucleótido. Estas marcas darán información del gen, de si está activo o no.
Por esto de estar "sobre los genes" al estudio de estas marcas se lo conoce como "epigenética". Al hablar de epigenética se usa también la expresión "memoria celular" porque, aunque las marcas no estén explícitamente escritas en la secuencia, las células las recuerdan generación tras generación.
Por esto de estar "sobre los genes" al estudio de estas marcas se lo conoce como "epigenética". Al hablar de epigenética se usa también la expresión "memoria celular" porque, aunque las marcas no estén explícitamente escritas en la secuencia, las células las recuerdan generación tras generación.
Fue una sorpresa darse cuenta de que no toda la información necesaria está escrita en forma de A, C, T y G sino que hay algo más entre líneas que va despertando los genes necesarios para cada célula en el momento adecuado.
Que la epigenética regule algo tan importante como la expresión de los genes implica que cuando no funciona correctamente (por ejemplo, se añaden metilaciones donde no toca) haya consecuencias. Se ha visto que en muchos casos de cáncer la expresión de algunos genes está alterada: los hay que no deberían estar activados, y otros, que deberían estarlo pero han sido silenciados.
 |
| Metilación, por Casandra |
que todo esté contenido, cada vez, en cada célula...cuánta belleza en la precisión y el potencial... gracias por acercárnoslo :)
ResponderEliminarÉs un dels camps que ara mateix més criden l'atenció com també els microRNAs, ja que s'obre un nou ventall de possibilitats que mostren una subtilesa molt més elevada de la regulació gènica. ara bé, com ho maneguem això... Ja és una altra cosa! Molta feina a fer!
ResponderEliminarT'escric en castellà per si hi ha algun lector no catalanoparlant, que m'entengui:
ResponderEliminarEl comportamiento de una célula viene determinado por su entorno o el entorno se ve modificado por el comportamiento de la célula? Me explico: dices que las células que forman parte del hígado no pueden formar parte del corazón. Esto entiendo que es debido a que en diferentes órganos se llevan a cabo diferentes tareas, y lo que tratáis de averiguar es qué es lo que despierta en las células el hecho de que lleven a cabo unas funciones u otras.
Supongo que es, como siempre, el entorno quien altera el comportamiento de las células. Si un día empezásemos a comer ladrillos, las células acabarían por aprender a metabolizar ladrillos o nos extinguiríamos. ¿Las escalas de tiempo necesarias para percibir esta adaptación celular son muy grandes? Lo digo porqué no es mala idea, someter a un tipo de células a un cambio en su entorno y ver como varían, para entender como actuaban antes.
¿Esto se hace o es una tontería? Supongo que tendríamos que esperar mucho tiempo para lograr ver cambios, y que por eso no se hace, pero creo que sería de gran ayuda para entender estos mecanismos. La evolución es algo que siempre me ha fascinado, y creo que esto que se comenta en este artículo tiene algo que ver.
Mua
Parte I
ResponderEliminarLa célula interctúa con su entorno. Recibe señales de las células vecinas o bien de otros tejidos u órganos a traves del torrente sanguíneo, por ejemplo, y responde, modificando a la vez su entorno.
Véase: Comemos, los niveles de glucosa en sangre aumentan. Unas células especializadas del páncreas tienen receptores de glucosa que la transportan a su interior. Cuando estas células del pancreas detectan que los niveles de glucosa son elevados, activan la síntesis de insulina. Para que se haya podido activar la sintesis, el gen de la insulina ha de estar en ON de alguna manera, ha de ser un gen susceptible a expresarse en el páncreas. Seguramente las neuronas tienen este gen en OFF y aunque recibieran glucosa no activarían esa vía. Cuando la insulina esta lista viaja hasta otras células, por ejemplo las del músculo, para activar la entrada de glucosa y devolver los niveles de glucosa en sangre a la normalidad. Es todo un diálogo.
Durante el desarrollo embrionario y la diferenciación de los tejidos ocurre algo "similar". Unas células sintetizan compuestos que irán a parar a otras células que inducirán la sintesis de otros compuestos lo que hará que finalmente esta célula sea hepatocito y no miocito. Estos compuestos se fabrican a partir de la expresión de unos genes, y "alguien" les ha dicho que se activen o no. Uno de estos "alguien" es la metilación. Hay mucha regulación temporal y espacial durante el desarollo. Es una suma de elementos en una proporción muy concreta lo que marca las pautas. Y exacto, exacto, esa combinación, para cada, cada situación, no se conoce.
Parte II
Las células pueden adaptarse a su entorno, pero teniendo en mente eso de que donde no hay no se puede sacar. Si tienes una población de células en el laboratorio y quieres ver si son capaces de obtener energía de un polisacárido que en su medio habitual no se encuentra, tendría que darse alguna mutación que alterara la enzima encargada de degradar polisacáridos para que de repente pueda degradar uno nuevo. Podrías someter las células a rondas "suaves" de mutagénesis y igual alguna es viable. Pero tendrías que inducir tú esos cambios "espontáneos" y a base de tener un muestreo muy amplio de células, que la estadistica diera una célula viable. Es de hecho lo que pasa con las bacterias y los antibióticos. Pero no se puede meter en el mismo saco cualquier cambio adaptativo: una cosa es hablar de células que se alimentan de fructosa y pasar a darles lactosa y otra pasar a darles polvo de ladrillo ;)
Es una lástima que no les podamos dar ladrillos a las células. La crisis económica nos ha dejado un país con muchos ladrillos por poner y muchas familias a las que les cuesta llegar a fin de mes...
ResponderEliminarBromas aparte, me parece un tema super interesante. La explicación a todo esto tiene que reducirse a fenómenos perceptibles en los átomos. Por el amor de Dios! Si hemos conseguido ver átomos individuales mediante el microscopio electrónico, ya no nos puede faltar mucho más! Si hemos sido capaces de separar la estructura de los nucleótidos fundamentales de nuestro ADN, parece que tenemos que ser capaces de llegar a ver (sí, a ver) qué es lo que otorga esta especie de "voluntad celular" a cada una de las células, porqué al fin y al cabo tiene que poder modelizarse con potenciales eléctricos.
Uno de los vídeos más fascinantes que he visto en youtube es este: http://www.youtube.com/watch?v=JnlULOjUhSQ&feature=player_embedded.
En fin, que me siento un poco como un niño asombrado ante un mago xD
¿Y si lo que otorga esa "voluntad celular" reside (todo lo que estamos hablando está, finalmente, en el mundo de la materia) y envía su información a través de la anti-materia? ¿Cómo se relacionan la materia y la anti-materia querido Gon?
ResponderEliminarEs decir: ¿y si a parte de todo lo que queda por descubrir,
y si, en cualquier caso, estuviéramos buscando en el lugar equivocado?
Cada vez vamos constuyendo un castillo más y más complejo y mientras que no se nos tambalee ningún pilar, continuaremos en la misma dirección.
ResponderEliminarPero tú más que nosotros, que tratas con la física, con la dama que más fieramente busca el por qué y la razón última de las cosas deberías saber lo limitados que estamos en nuestra percepción, en nuestro razonamiento, en la manera que tenemos de relacionar y explicar las cosas.
Tenemos una posición privilegiada por estar tan en contacto con las últimas "tendencias en ciencia" y lo más valioso es poder contribuir con una mentalidad abierta, rozando lo absurdo o disparatado, para que se nos escape el mínimo de posibilidades.
Materia y antimateria son dos conceptos muy liagdos pero nombrados así un poco con mala fortuna.
ResponderEliminarExiste un tipo de materia, al que hemos llamado "materia" por ser el tipo de materia más abundante que nos rodea, y existe una antístesis ABSOLUTA con otro tipo de materia, muchísimo menos frecuente, que hemos llamado "antimateria" por ser menos abundante. Existe una simetría entre estos dos tipos de materia, siendo común que cada partícula de materia tenga su antipartícula. Atención con esto: no quiero decir que en el universo cada particulita que existe tenga por ahí pululando a su alma gemela maligna. Quiero decir que cada "tipo" de partícula tiene un anti-tipo.
Lo bonito sería que cada partícula del universo tuviese su antiparticula: esto querría decir que el 50% del universo es materia y el otro 50% antimateria, y todo cuadraría y seríamos felices.
El problema es que NO se sabe por qué existe tan poca antimateria y tantísima materia. Qué sutileza del universo pasamos por alto que favoreció la permanencia de materia? Porqué el problema es que la destrucción de una conlleva la destrucción de la otra. Es decir: topan un protón y un antiprotón ambos son destruidos, dejando sólo luz. Por tanto, es como si el balance materia/antimateria se hubiese decidido antes de la cración de todo. Es un tema muy desconocido.
No obstante, no creo que tenga nada que ver con la interacción de las células con su entorno. Básicamente porqué se conocen las propiedades de la materia y cómo ésta interactua con otra materia. Sea lo que sea lo que dota a las células con esta "inteligencia" o "voluntad" debe reducirse (o no) a interacciones conocidas hoy en día. De lo contrario, los físicos tendremos que empezar a hacer biolgía y a Casandra le quedarán los días contados :-p
Tener la mente abierta es necesario, porqué muchas veces la física ha topado con conclusiones que son realmente disparatadas, pero que tienes que aceptar porqué las leyes de la naturaleza no dependen de nosotros, si no que son ajenas a nosotros. Pero como te he comentado otras veces, tenemos que tener fe en la ciencia, y pensar que es útil para descubrir estas leyes. Si nos abrimos mucho de mente y tratamos de dar respuestas con calzadores esotéricos como hace la astrología habremos tirado siglos de progreso con resultados contrastados a la basura.
Creo que estamos andando por el buen camino, pues aunque no tengamos respuestas a todo tenemos una manera de estudiar las cosas que nos ha enseñado, no solo a formular nuevas preguntas, si no a formularlas mucho mejor. Cosa muy importante.
Saludos gorrino.
Buen artículo.
ResponderEliminarEn temas de física entiendo lo básico y clásico (de la física cuántica no me saques de los quarcks que no doy más :p) pero a la pregunta de hasta qué punto afecta el entorno a la epigenética de las células os comentaré que uno de los problemas que suele haber en el cultivo de células madre totipotentes, es decir que pueden ser cualquier cosa y por lo tanto se entiende que tienen todos los genes ON (o por lo menos potencialmente ON), es que cuando se diferencian por cualquier motivo (sea provocado o accidental) en muy poco tiempo todas se han diferenciado y todas al mismo tipo, es decir, el ambiente ha provocado que células que potencialmente podían ser cualquier cosa han pasado a ser de un solo tipo.
Al principio del desarrollo de la terapia celular se pensó que usar células madre podría servir para regenerar cualquier tejido, pero tienen un problema: si no se controlan pueden diferenciarse al tipo cancerígeno (son células madre y por lo tanto tienen los genes de división activos), además las ESC (cel madre embrionarias) son muy difíciles de obtener y el proceso es éticamente difícil de aceptar.
Actualmente las ESC se usan generalmente para estudiar la diferenciación y así poder aplicar lo que se descubra a las IPC (células pluripotenciales inducidas) que se obtienen de tejidos de adultos y aunque no son tan versátiles como las ESC tienen mucho más futuro en el tratamiento de lesiones tisulares y enfermedades ya que las células podrían obtenerse directamente del paciente o de alguien compatible.
Sí, a veces cuesta mantenerlas en el estado de diferenciación o desdiferenciación que se quiere. No se conocen exactamente todos los elementos y la proporción en la que tienen que estar para que sea estable.
ResponderEliminarGracias, Daniel!
; )