Función de los cilios en el desarrollo y enfermedad
1.
2.
3. La apreciación del carácter
dinámico del citoesqueleto
avanzó mucho durante los años
de 1950 y 1960, como resultado
de una revolución de la
microscopia óptica; el
microscopio de fluorescencia
tiene una participación
preponderante en esta
revolución al permitir a los
investigadores observar en
forma directa los procesos
moleculares en las células vivas.
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6. La técnica que se utiliza es colocar dentro de
la célula como una proteína fusionada que
contiene proteína verde fluorescente
7. Otra técnica alternativa donde las
subunidades proteicas de las estructuras
del citoesqueleto, como tubulina o queratina
purificada, se marcan con fluorescencia in
vitro mediante enlace covalente con un
pequeño pigmento fluorescente, las
subunidades marcadas se aplican luego por
microinyección en una célula viva, donde se
incorporan en la forma polimérica de la
proteína, como un microtúbulo o un
filamento intermedio, el comportamiento
dinámico de la estructura fluorescente pude
seguirse en el tiempo, conforme la célula
realiza sus actividades normales.
8. Cambios dinámicos de la longitud de los microtúbulos
dentro de una célula epitelial.
9. El microscopio de fluorescencia también puede
usarse para determinar la localización de una
proteína en concentraciones muy bajas dentro de la
célula, este tipo de experimentos se realiza con
anticuerpos marcados con fluorescencia.
10. El uso de la videomicroscopia y los
rayos láser para pruebas de
motilidad in vitro
El uso de la videomicroscopia y los rayos láser para pruebas de motilidad in
vitro
11. Las imágenes digitales capturadas
con cámaras de video modernas
tienen un contraste excepcional y
pueden intensificarse usando
computadoras.
Microtúbulos (25nm) o vesículas
de membrana (40 nm)
La aparición de la
videomicroscopia de alta
resolución condujo a desarrollar
pruebas de motilidad in vitro.
12. Detectar la actividad de una
molécula de proteína individual
que actúa como motor molecular.
•Esto permitió a los investigadores hacer
mediciones que no eran posibles con las
técnicas bioquímicas estándar.
Motilidad in vitro permite:
13. Los microtúbulos se unen a
un cubreobjetos de vidrio
Cuentas microscópicas que
contienen proteínas motoras
unidas se colocan sobre los
microtúbulos mediante rayos
láser enfocados.
Los rayos láser pasan a través
de la lente del objetivo de un
microscópico y ello produce
una débil fuerza de atracción
cerca del punto de foco.
Como puede sujetar objetos
microscópicos este aparato se
conoce como pinzas ópticas.
Con la presencia de ATP , los
movimientos de una cuentas a
lo largo de un microtúbulo
pueden seguirse con una
cámara de video.
Un tipo de prueba
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16. El desarrollo de técnicas
para trabajar con
moléculas aisladas
coincidió con la creación
de un nuevo campo de la
ingeniería mecánica
•nanotecnología
creación de
“nanomáquinas”
diminutas (de 10 a 100 nm
de tamaño)
• Desempeñar actividades
específicas en un mundo
submicroscópico.
hallazgo y la destrucción
de células cancerosas
individuales
17.
18. Una de las mejores formas para aprender acerca de la
función de un polipéptido particular es estudiar el
fenotipo de las células en las que ese polipéptido esta
ausente o no funciona.
Por ejemplo, el análisis del genoma de la mosca de la
fruta indica que estos insectos tienen mas de 100
genes que codifican partes de los complejos de
proteínas motoras. Cualquiera de estos genes puede
aislarse, modificarse y desactivarse por medios
genéticos.
19. Empleo de animales que carecen de un gen específico
La utilización de células con expresión excesiva de una
proteína mutante negativa dominante, o sea células que
elaboran grandes cantidades de una proteína no funcional
En la actualidad se estudia el uso de pequeñas
moléculas de RNA de cadena doble (siRNA) que son
complementarias al mRNA (ácido ribonucleico
mensajero) que codifica una proteína particular.
Efectos de la desactivación génica en un organismo o célula se
estudian con una de tres estrategias experimentales:
20. PERSPECTIVA HUMANA
LA FUNCIÓN DE LOS CILIOS EN EL DESARROLLO Y LA
ENFERMEDAD
Cuando una persona se mira al espejo
ve un organismo relevantemente
simétrico, uno cuya mitad izquierda es
una imagen en espejo de la derecha.
Por otra parte, los cirujanos ven
organismos muy asimétricos cuando
abren la cavidad torácica o abdominal
de una persona. En ocasiones algún
medico encuentra un paciente en el que
la asimetría entre los lados derecho e
izquierdo de las vísceras está invertido
(situación conocida como situs
inversus).
21. Es una extraña
malformación genética que
puede afectar a varios órganos y
tiene un carácter hereditario.
Consiste en una alineación
errónea de los órganos dentro
del cuerpo, colocándolos del lado
opuesto (imagen de espejo).
22. Síndrome de Kartagener:
Infertilidad producida por
inmovilidad del
espermatozoide que presenta
anormalidad del axonema a
expensas de alteraciones en la
dineina (proteína motora),
microtúbulos centrales o
estructuras radiales.
Por la anormalidad en los
cilios del sistema respiratorio
tienen dificultad en remover
las bacterias y los detritus =
inf respiratorias.
Se presenta en personas con sindrome de Kartagener
23. ¿ Por qué casi la mitad de ellos tiene inversión de la
asimetría izquierda – derecha.?
El plan corporal básico de un mamífero se establece
durante la gastrulación por un estructura llamada
nodo embrionario
Cada célula que forma parte del nodo posee un solo
cilio
Estos cilios tienen propiedades inusuales, carecen de
los 2 microtúbulos centrales
Si la movilidad de estos cilios se altera, determinaría al
azar la asimetría entre izquierda y derecha.
24. La rotacion de los cilios nodales mueve el líquido
circundante al lado izquierdo de la línea media del
embrión.
Como se demostró mediante el seguimiento del
movimiento de las cabezas fluorescentes
microscópicas.
Se propuso que el liquido extracelular movido
por los cilios nodales contiene sustancias
morfogenéticas, que se concentran al lado
izquierdo del embrión, lo que conduce a la
formación final de diferentes órganos a ambos
lados de la línea media.
25. Esta preposición se apoya
en estudios experimentales
en los que se desarrolla
embriones de ratones en
cámaras miniaturizadas en
las que podía imponerse un
flujo artificial de líquido a
través del nodo. Cuando los
embriones se sometieron al
flujo de líquido en dirección
contraria a la que ocurre
durante el desarrollo
normal, los embriones
desarrollaron la asimetría
izquierda – derecha
invertida.
Estudios en Ratones
26. Cilios primarios funcionan
como antenas que
detectan propiedades
químicas y mecánicas de
los líquidos en que se
proyectan.
Las policistinas son
proteínas en los cilios de
las células epiteliales
renales. Cuando aparecen
mutaciones de los genes
PKD 1 y 2, se desarrolla la
enfermedad poliquística.
Hipótesis: anormalidad
flujo de líquidos por los
cilios, altera el flujo de
calcio, produciendo una
proliferación de las
células epiteliales.