Imprimiendo células

Mientras estudiaban cambios en el citoesqueleto (si no sabes lo que es el citoesqueleto, te lo explicamos aquí) de las células provocados por distintas fuerzas, unos investigadores de la Universidad de Clemson (Carolina del Sur) han descubierto una aplicación curiosísima.

Gracias a una impresora de inyección de tinta de toda la vida, han sido capaces de imprimir células vivas en transparencias para microscopio. En lugar de tinta, metían en los cartuchos una disolución con las células. La hoja impresa tenía cultivos vivos.

Además, para colmo de la serendipia, descubrieron que tras la impresión, la membrana lipídica de las células quedaba algo debilitada y permitía el paso de grandes moléculas que, normalmente, no la atraviesan. Gracias a esto, consiguieron introducir en ellas una molécula fluorescente que les facilitaría estudios posteriores. Aparentemente, la membrana se recupera ella sola después de un breve periodo de tiempo y la célula se imprime viva y con la proteína fluorescente dentro, lo que permite estudiarla directamente en el microscopio de fluorescencia sin más tratamiento que la impresión.

Todo esto lo han grabado en unos vídeos explicativos y lo van a publicar en una revista de acceso libre especializada publicar artículos con material gráfico de los experimentos (Journal of Visualized Experiments), para facilitar la réplica de los mismos en otros laboratorios.

Fuente: Scienceblog
Artículo (y vídeo) original: JoVE, DOI: 10.3791/3681
Imagen: ChaosScience

 

Ozono

Os hablamos el miércoles de los alótropos del carbono. Pero no es el único elemento que se presenta en la naturaleza de distintas formas. El oxígeno, por ejemplo, se presenta en forma de dioxígeno, O2, (que respiramos) y en forma de ozono, O3, un gas tóxico para nosotros pero que es indispensable para la vida en la Tierra. ¿Cómo es eso posible?

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La mitocondria

En entradas anteriores del blog (I y II) se han explicado algunas ideas básica sobre lo que contienen las células de nuestro cuerpo. Una de las estructuras más carismáticas, simpáticas por su estructura y vitales por su función son las mitocondrias, posiblemente antiguas bacterias aerobias que entraron a vivir en simbiosis en un antecesor celular mayor.

Aprovechando este magnífico vídeo vamos a mostrar algunas características de este orgánulo celular convirtiéndonos en auténticos «citonautas».

  • Comienza el vídeo mostrando a las mitocondrias como orugas algo realmente acertado ya que tienen una gran independencia dentro de la célula lo que recuerda que antiguamente eran bacterias de vida libre.
  • De la mano de una biomolécula atravesamos las dos membranas, la interna y la externa otra característica exclusiva de este orgánulo que sólo comparte con el cloroplasto y el núcleo.
  • Una vez en el interior y sorteando los meteoritos que representan la abundancia de enzimas que hay en su interior, en la matriz mitocondrial, nos encontramos con algo insólito: un doble helicoide de ADN propio y muy similar al de las bacterias. (¿Recordáis que hace poco hablamos también del ADN mitocondrial?) De nuevo  recordamos el pasado bacteriano de las mitocondrias.
  • Seguimos navegando y atravesamos un cilindro huevo a modo de rotor que bien podría ser uno de los enzimas más significativos de la mitocondria: el complejo multienzimático piruvato deshidrogenasa que una vez pegado a la membrana interna transforma el piruvato en Acetil Coenzima A (AcCoA) una de las moléculas centrales del metabolismo.
  • Y llegamos a la zona de la actividad vital. A modo de columnas largas y estrechas se muestran ante nuestras gafas de citobuceo las crestas mitocondriales, pliegues de la membrana interna que consiguen aumentar la superficie de estos orgánulos sin aumentar su volumen. En ellas encontramos las proteínas que se van encargar del proceso de la respiración celular que proporcionará energía a toda la célula.
  • Los electrones que transportan estas proteínas se nos presentan como pequeños destellos blancos que transforman a otras moléculas vitales de su forma oxidada (con menos electrones) a su forma reducida (más electrones) y útil. Una vez reducidas esas moléculas adquieren un color blanco. Todo esto sucede dentro de un enjambre de diminutas luces amarillas que representan los protones que se van acumulando.
  • Llegamos al final del viaje encontrando a los generadores de energía: las ATPasas que con ese movimiento de rotación aprovechan la acumulación de los protones para transformar el ADP que entra con un color verdoso apagado para salir brillante, fosforilado y transformado en ATP, la moneda energética, la molécula que aportará a la célula energía útil.

Ha sido un viaje de poco más de dos minutos pero que en la mitocondria se mediría en microsegundos. Espero que lo hayáis disfrutado.

¿Qué hay en nuestras células? (II)

En la primera entrega de ¿Qué hay en nuestras células? dejamos algunos cabos sueltos. ¿Dónde se guarda la información genética? ¿Dónde se produce toda la energía que necesita una célula para vivir? La respuesta llega en este segundo artículo en el que abordamos el núcleo de la célula, las mitocondrias y la molécula de ATP.

  • El núcleo: es quizás la parte más segura y protegida de la célula. Sólo se puede entrar a través de unos pequeños poros y  acompañado de unas proteínas especiales (importinas y exportinas). Todo para tener a buen recaudo el preciado DNA. Como sabréis, el DNA (una cadena de unos 3.000 millones de pares de «letras») guarda toda nuestra información genética. Las instrucciones sobre cómo somos, cómo tienen que sintetizarse las proteínas, cómo debe vivir la célula, cómo y cuándo debe reproducirse… Incluso tiene instrucciones sobre la llamada «apoptosis» o muerte celular programada. Si algo marcha mal en la célula, el DNA inicia la autodestrucción. Por eso, la membrana que rodea el núcleo es muy difícilmente accesible.
  • Las mitocondrias: son la central energética de la célula. Producen una serie de reacciones químicas y electroquímicas complejas que en resumen, obtienen la energía de quemar glucosa con oxígeno. Luego, toda la energía producida se almacena (en forma de una molécula llamada ATP) y se reparte allá donde hace falta. También están protegidas por una membrana propia para evitar que se cuelen en su interior sustancias que pudieran dificultar su tarea.

    mitocondrias
    Mitocondrias (ampliadas 35.000 veces)
  • El ATP: la moneda de energía. Las mitocondrias fabrican la moneda y el resto de la célula la utiliza en los procesos costosos. La energía se almacena en forma de unos enlaces químicos llamados anhídridos fosfóricos. Cuando se necesita la energía, basta con romperlos para liberarla y poder aprovecharla.

En las células hay muchas más cosas, pero explicarlas todas requiere libros y libros de Biología Celular. Estad atentos porque quizás dentro de un tiempo volvamos a hablar de lo que pasa dentro de esas microscópicas piezas de las que estamos hechos.

Si os han gustado estos dos artículos, no dudéis en comentarlos en el blog, Facebook, Twitter… lo que más os guste.

Nota: los artículos hablan de lo que hay en las células humanas y animales. En otro tipo de células la organización básica es la misma pero los tipos de orgánulos pueden variar: muchos microorganismos no tienen núcleo, por ejemplo.

¿Qué hay en nuestras células? (Parte I)
¿Qué hay en nuestras células? (Parte II)

¿Qué hay en nuestras células?

Como sabréis, estamos hechos de millones y millones de pequeñas células. Pero, ¿qué tenemos dentro de nuestras células? En este artículo vais a encontrar un pequeño resumen de (casi) todo lo que hace que seamos como somos y que las células funcionen a las mil maravillas.

  • La membrana: es una capa de moléculas de lípidos (grasas) que rodean y delimitan la célula. Se encarga de aislarla del exterior y controla todo lo que entra o sale de ella.
  • Citosol: es el líquido que queda dentro de la membrana. Mayoritariamente es agua, pero también tiene disueltas proteínas, iones, ácidos nucleicos… En el citosol hay unos microfilamentos proteicos que mantienen la forma de la célula. Es el llamado citoesqueleto. Además, también puede utilizarse como una cinta transportadora de moléculas de un sitio a otro de la célula.
  • Lisosomas: son orgánulos (estructuras rodeadas de su propia membrana) que se encargan de digerir la comida de la célula. Destruyen proteínas, grasas y glúcidos a pequeños trocitos que puedan después ser procesados. También se encargan de degradar las estructuras «viejas» de la célula para reaprovechar sus unidades básicas (como tirar una casa vieja y utilizar sus ladrillos en una nueva).
  • Ribosomas: son unas mini-máquinas con forma de seta capaces de sintetizar proteínas en muy poco tiempo. Leen el código genético y lo traducen al idioma de los aminoácidos y las proteínas.
  • Retículo endoplasmático y aparato de Golgi: son unas membranas laberínticas que se encargan de procesar y madurar las proteínas que han sintetizado los ribosomas. Son el control de calidad. Retocan los últimos detalles para que no se creen proteínas defectuosas. Además, el aparato de Golgi se encarga de la distribución de las proteínas. Ha de enviar cada una a su destino sin fallos y no es sencillo: hay muchas proteínas y muchos destinos…

Y aún quedan las partes más importantes de nuestra célula, todavía no sabemos nada del DNA ni de cómo se mantienen con vida y energía las células. Estad atentos al blog, a Twitter o a nuestro nuevo club de fans en Facebook porque la segunda parte de ¿Qué hay en nuestras células? se publicará muy pronto.

Los Nobel científicos 2009

Me gustó mucho hablar algo sobre los premios Nobel científicos (Química, Física y Medicina) el año pasado. Por eso quería hacer algo similar con los premiados en 2009, aunque sólo sea por no discriminarlos. Y además lo prometido es deuda. La verdad es que las líneas de investigación galardonadas son muy interesantes.

Medicina

Los tres premiados descubrieron cómo los cromosomas están protegidos en sus extremos (que bautizaron como telómeros de «parte final», en griego) por una cadena repetitiva de bases que estabiliza la estructura. También descubrieron la enzima telomerasa, encargada de añadir dichas bases (TTAGGG) al final de cada cadena de DNA de los eucariotas para formar los telómeros. La importancia de este descubrimiento radica en la relación de los telómeros con la muerte celular. Cuando las células se dividen, los telómeros se acortan en cada replicación. Así pues, el DNA está cada vez menos protegido y las células son más vulnerables a daños en su código genético. Se ha podido estudiar también que muchas células cancerosas tienen altos niveles de telomerasa, lo que hace que su DNA esté aún más protegido y, por tanto, sean más longevas (de ahí que sean más difíciles de eliminar completamente).

Física

Aquí el premio se divide en dos líneas primas hermanas y por tanto se reparte en dos mitades. La primera para Charles K. Kao y la otra para William S. Boyle y George E. Smith.

Kao se lleva el premio por sus investigaciones en fibra óptica y en la transmisión de la luz a través de éste material. Hoy en día las telecomunicaciones no serían nada sin fibra. De esto sabe mucho un asiduo lector del blog, ¿verdad Nacho? Igual se anima y nos escribe un artículo sobre el tema.

Boyle y Smith han sido galardonados por inventar el detector CCD. Seguro que todos vosotros tenéis uno o más de uno en casa. Los CCD son responsables de que ahora las cámaras de fotos ya no lleven carrete. Están formados por millones de diminutas células fotoeléctricas que trasforman la luz que les llega en pulsos eléctricos que luego interpreta un software para «revelar» la fotografía. Además de en las cámaras de fotos, los chips CCD se utilizan en multitud de aparatos de análisis avanzado.

Química

Este premio es, como el de Medicina, compartido entre los tres. Y es también bastante bioquímico. Se les ha otorgado el premio por sus estudios de la estructura y funciones de los ribosomas. Los ribosomas son unos pequeños traductores que viven en las células. Son los encargados de pasar del lenguaje del DNA (de cuatro «letras» que son las bases nitrogenadas) al idioma de las proteínas (de veinte «letras», los aminoácidos). Se valen para ello del código genético; cada codón (secuencia de tres bases) es convertido en un aminoácido y enlazado con el siguiente, y así sucesivamente hasta que se llega a la señal de «terminación» (una combinación de bases que no corresponde con ningún aminoácido). La proteína resultante (una proteína es una cadena de aminoácidos) está lista para realizar su función. Podéis ver una animación del proceso de traducción en Youtube.

Imágenes: Web oficial de los premios Nobel

Lee también sobre los Nobel científicos 2008.

A la caza de la bacteria

La clase de Bioquímica siempre nos depara sorpresas. El otro día, sin ir más lejos, al final de la misma tuvimos «sesión de cine». Y uno de los vídeos más interesantes fue éste: la caza de la bacteria. Imaginad la música de El Hombre y la Tierra y dadle al Play. Veréis al señor neutrófilo, del equipo de los glóbulos blancos, persiguiendo a la pobrecilla bacteria (en negro) que huye por donde puede hasta que… bueno, mejor que lo veáis por vosotros mismos, no os voy a chafar el final.

Lo que no se encuentre en Youtube… Espero que os haya gustado. Si no se ve bien, podéis recurrir a éste enlace.

Un abrazo

Fernando