Artículos (Resumenes)

"El significado de biología de los sistemas"

Con la nueva emoción sobre la biología de sistemas, existe un interés comprensible en una definición. Esto ha resultado ser algo difícil. Los campos científicos, como las especies, surgen por la descendencia con modificaciones, por lo que en sus formas más primitivas hasta los fundadores de grandes dinastías son sólo ligeramente diferente del de sus hermanos de los campos y las especies. Es sólo en retrospectiva, que podemos reconocer los acontecimientos fundadores significativo. Antes de embarcarse en una definición de la biología de sistemas, puede ser útil recordar que la confusión y controversia rodeó la introducción del término "biología molecular", con las reclamaciones que apenas difería de la bioquímica. Sin embargo, en retrospectiva, la biología molecular es nuevo y diferente. En él se establecen tanto los nuevos temas y nuevos enfoques tecnológicos, además de un nuevo estilo.

Como punto de partida para la biología de sistemas, tenga en cuenta la experiencia por excelencia en la fundación de la biología molecular, la hipótesis de un gen un enzima de Beadle y Tatum. Este primer experimento conectado directamente el genotipo al fenotipo a nivel molecular, a pesar de los esfuerzos en esa dirección sin duda se puede encontrar en la obra de Archibald Garrod, Sewell Wright, entre otros. Aquí una proteína (en este caso una enzima) es visto como un producto de de un solo gen, y una sola función, la realización de un paso específico en la biosíntesis de aminoácidos es el resultado directo. Tomó los próximos 30 años para llenar las lagunas en este proceso. Sin embargo, la hipótesis de un gen un enzima es muy diferente para nosotros hoy. ¿Cuál es la función de la tubulina, de PI-3-quinasa, o de RAC? ¿Podemos predecir con precisión el fenotipo de una mutación letal en estos genes en un organismo multicelular? A pesar de que se puede conectar a la estructura del gen, ya no se puede inferir su propósito mayor en la celda o en el organismo. Hay demasiados efectos, lo que la proteína no se define por el contexto. El contexto también incluye una historia, ya sea de desarrollo o fisiológico. Así, el comportamiento de la vía de señalización Wnt depende del linaje anterior, el "dónde y cuándo" las cuestiones de desarrollo embrionario. Asimismo, el comportamiento del sistema inmune depende de la experiencia anterior en una variable de entorno. Todas estas características subrayar la insuficiencia de una explicación de la función que puede alcanzar solamente por tratar de identificar los genes (por anotar ellos!) Y la caracterización de sus circuitos de control de la transcripción

De que estamos en una encrucijada en la forma de explorar la biología no es del todo claro para muchos. La biología es casi en su senilidad, el proceso de descubrimiento parece haber sido perfeccionado, se aceleró, y se aplica universalmente a todos los campos de la biología. Con la finalización del genoma humano y los genomas de otras especies, tenemos una visión de muchos más genes de lo que nunca antes para estudiar. Somos como los naturalistas descubrir un nuevo continente, cautivado por la diversidad misma. Pero tenemos también al mismo tiempo que vislumbra la finitud de esta lista de genes, una inquietante pequeña lista. Hemos visto que la diversidad de los genes no pueden aproximarse a la diversidad de funciones dentro de un organismo. En respuesta, hemos argumentado que el uso combinatorio de un pequeño número de componentes se pueden generar toda la diversidad que es necesario. Esto ha tenido su encarnación recientes en la visión simplista de que las normas de la CEI-control reglamentario en el ADN puede conducir directamente a la comprensión de los organismos y su evolución. Sin embargo, esto presupone que los productos de los genes se pueden unir en combinaciones arbitrarias, algo que no está asegurada en la química. También resta importancia a las características importantes de reglamentación que implican interacciones entre los productos de los genes, su localización, la unión, la modificación posterior a la traducción, la degradación, etc La gran pregunta para comprender la biología no es la vinculación de reglamentación, pero la naturaleza de los sistemas biológicos que les permite estar conectados entre sí en muchos no letal, e incluso combinaciones útiles. Más y más nos damos cuenta de que la comprensión de los genes conservados y sus circuitos de conservación requiere un entendimiento de sus propiedades especiales que les permiten funcionar juntos para generar diferentes fenotipos en diferentes tejidos de los organismos metazoos. Estos circuitos pueden tener ciertas robustez, pero más importante que tienen la capacidad de adaptación y versatilidad. La facilidad de poner bajo control de los procesos de conservación de reglamentación es una característica de diseño inherente de los procesos mismos. Entre otras cosas, las cargas de la cubierta en la variación de la evolución y hace que sea más viable de generar fenotipos útiles sobre los que puede actuar la selección.



"Termodinámica y calorimetría de los sistemas vivos"


Calorimetría de los sistemas vivos y la termodinámica clásica desarrollada en paralelo, a partir de experimentos de hielo a principios de Lavoisier calorímetro en conejillos de indias, seguida por la investigación macrocalorimetria Dubrunfaut de los procesos de fermentación y Atwater-Rosa, toda la calorimetría cuerpo en humanos y animales domésticos, a la introducción de la famosa Tian instrumento Calvet encontró que la entrada en los campos tan diversos de la biología.

En este trabajo, se presentan seis ejemplos de la vida-calorimetría sistema y la termodinámica. Estos son: (i) oscilaciones glucolítica lejos del equilibrio termodinámico, (ii) el crecimiento y los balances de energía en la fermentación y la respiración cultivos de levaduras, (iii) el control calorimétrico directos e indirectos del metabolismo de los reptiles estimuladas eléctricamente, (iv) los factores climáticos y biológicos que influyen en la constancia de la temperatura y la distribución en el montículo de una colonia de hormigas de madera como un ejemplo de un sistema ecológico complejo, (v) las consideraciones energéticas en la agrupación de abejas europeas en el invierno como un medio para ahorrar energía y los alimentos almacenados, así como por su japonés homólogos en la defensa contra los depredadores Hornet, y (vi) los aspectos energéticos y la evolución de la tasa de la masa específica de producción de entropía, la disipación de los llamados de la envolvente o psiu función.

Los ejemplos presentados son sólo una selección muy personal de los sistemas vivos de un amplio espectro en todos los niveles de complejidad. Común para todos ellos es que fueron investigados calorimétricamente en el fondo de la termodinámica clásica e irreversible.



"LOS SISTEMAS DEL OLFATO Y DEL GUSTO".

Los sentidos del olfato y del gusto son parte de nuestro sistema sensorial, las células sensoriales en nuestra nariz, boca y garganta juegan un papel fundamental a la hora de interpretar olores y sabores, para muchas especies. El sentido del olfato y del gusto determinan su supervivencia diaria, a través de dicha información que proporcionan dichos sentidos, somos capaces de detectar a distancia posibles amenazas, como por ejemplo la presencia de fuego, de sustancias potencialmente peligrosas, alimentos en mal estado, etc., nuestro sentido del olfato es estimulado únicamente por moléculas gaseosas, las cuales pueden estar presentes en el aire que respiramos, o bien de sustancias volátiles emitidas en nuestra boca por los alimentos que ingerimos. A través del aire aspirado por la nariz o la boca, las moléculas olorosas llegan a la cavidad nasal y a través de los conductos nasales llegan a una zona en la parte superior interna de la nariz: el epitelio olfativo, la superficie de este, esta cubierto por una fina capa de mucosa, fundamentalmente compuesta por agua y cuya misión principal es hacer de filtro mecánico y químico de grandes partículas. El epitelio olfativo contiene tres tipos de células, siendo las principales las neuronas olfativas, las cuales poseen unas prolongaciones en forma de cilios hacia la mucosa olfativa y cuyos axones se prolongan hacia el bulbo olfativo. La percepción del olor se da en varias partes del cerebro, incluyendo el nuocórtex orbital, los núcleos mediodorsalesy submedios de tálamo, el hipotálamo lateral y la zona límbica, a demás de la amígdala y el hipocampo.

A diferencia de los olores, la química de los sabores es relativamente simple, en este caso las moléculas sabrosas no tienen que tener características estructurales especiales y el hecho de que el alimento se encuentre en la boca facilita enormemente su detección por parte de las moléculas receptoras. La lengua es el principal órgano gustativo del cuerpo humano, este, es un cuerpo carnoso de gran movilidad, ubicado en el interior de la cavidad bucal, y su superficie esta cubierta por pequeñas papilas, que son de cuatro tipos, fundamentalmente.

1. fungiformes (que contiene papilas gustativas)
2. Circunvaladas ( también gustativas, especializadas en el sabor amargo y ácido, situadas en los dos tercios posteriores de la lengua)
3. Foliadas, papilas gustativas, especializadas en el sabor agrio.
4. Filiformes, papilas táctiles y que registran la temperatura.

Los procesos superiores de identificación son más simples que en el olfato y se ven muy influenciadas por éste, las patologías más comunes relacionadas con el olfato y el gusto producen percepciones alteradas o inexistentes de olores o sabores, dichas patologías se puedes clasificar en tres tipos:

1. Anosmia o ageusia: en la que se pierde completamente la capacidad para detectar olores o sabores.
2. Hiposnia o hipogeusia: en la que la capacidad para detectar olores y sabores se ve disminuida.
3. Trastornos en la percepción (anosmias o ageusias específicas): en los que los afectados perciben olores o sabores familiares de forma distinta o bien que no existen en realidad.



"EL OLFATO Y SUS RECEPTORES. LA HISTORIA DE UN NOBEL".



El olfato es considerado como el órgano mas desarrollado al momento del nacimiento. Pero la historia de este sentido empieza mucho tiempo atrás, hace casi 3.500 millones de años, durante la aparición de la vida en la tierra, las primeras células desarrollaron un sentido químico para percibir información que les llegaba de su entorno, en olfato es el sentido mas primitivo y el primero en aparecer en la escala evolutiva, tras evolucionar en los peces, este es muy importante en todos los organismos, en el hombre, el olfato sufre una serie de aprendizaje hasta la edad de 20 años, manteniéndose estable hasta los 40 años y empezando a decaer a partir de los 50, numerosos estudios han demostrado que en la mujer el olfato esta mas desarrollado y al envejecer lo pierde en menor grado que los hombres. Es además, un sentido con numerosas interconexiones con los centros de la memoria y de las emociones.



Las principales causas de la alteración o perdida del olfato, ya sea temporal o permanente, son resfriado común, inflamación de la mucosa nasosinunal, los traumatismos craneofaciales, el tabaquismo y las enfermedades neurodegenerativas. Las segundas causas menos frecuentes son las genéticas, los medicamentos, la cocaína, la exposición a tóxicos y contaminantes o los factores nutricionales. Los resultados preliminares de un estudio epidemiológico reciente (OLFACAT, 2003), realizado en una amplia muestra de población general catalana, demuestra que el 1% de la población presenta una perdida total del olfato (anosmia), mientras casi un 20% presenta una perdida parcial (hiposmia).



A partir de la publicación del la estructura del ADN, los trabajos en el área genética empezaron a hacerse mas importantes en la en el transcurso de la investigación científica, antes de los años 90, ya se conocía la localización de la mucosa olfatoria, sus pigmentos e incluso las células que lo formaban, en los años 80, se realizan estudios importantes sobre este sentido: se obtuvo y almaceno ADN de mucosa olfatoria y bibliotecas de genes y se demostró que al estimular los cultivos de las células olfatorias aumentaba la concentración de cAMP, un segundo mensajero que mediaba la estimulación de receptores adrenérgicos y colinérgicos ligados a las proteínas G.





En las ultimas décadas los trabajos realizados sobre el olfato fueron números, durante los años 90, Linda Buck y Richard Axel, continuaron con los estudios sobre este sentido, cada uno por separado, los mecanismos del olfato estaban regulados por una superfamilia de mas de 1.000 genes y las neuronas expresaban solo un tipo de receptor olfativo, estableciendo la teoría “de la llave y el candado”, otros estudios también han tenido gran importancia en esta rama, no obstante en el año 2004 se otorgo un reconocimiento a los pioneros en el descubrimiento de la superfamilia de los genes que codifican los receptores olfatorios, no obstante, hoy en día, aun existen muchas preguntas relacionadas con el olfato, que se esperan responder con mas estudios de este sentido muy complicado, el olfato.


"El Primer Proceso de Bioenergética Celular: Generación de una primitiva fuerza protón-motriz"


Arthur L. Koch y Thomas M. Schmidt *


Departamento de Biología, Universidad de Indiana, Bloomington, IN 47405, EE.UU.


En este articulo, los autores proponen la transducción de energía en un sistema celular de un organismo y su primer precursor, ellos creen que el primer precursor fue impulsado por la oxidación de sulfuro de hidrógeno y de sulfuro hierro a pirita de hierro y dos [H+] en la superficie exterior de una vesícula (la membrana celular), con la consiguiente reducción de emisiones de CO a CO2 en el interior. El gradiente de protones resultante a través de la membrana celular, ofrece una fuerza protón-motriz, de tal modo que resulta en una variedad de tipos de trabajo que se puede lograr. Esta característica proporcionar una ventaja selectiva a las células capaces de explotar dicha característica. Los reactivos que se proponen en dichas reacciones estaban presentes en la composición de la tierra primitiva. Hoy en día Homólogos modernos de los componentes ancestrales del sisteme de transducción de energía, se creen que están asociados a la ferredoxina de la membrana, la cual es necesaria para la reacción redox extracelular, monóxido de carbono deshidrogenasa para la reacción de fijación de carbono, ATPasa para la recolección del gradiente de protones. Como una fuente de energía consumible, el de células podría conducir reacciones químicas y de transporte los hechos de modo tal que ser aprovechado por la evolución Darwiniana.