Diferenciación de células madre embrionarias

La disponibilidad de líneas de células madre embrionarias (ES cells) humanas ha proporcionado nuevas vías para comprender la embriogénesis y la organogénesis temprana humana, así como para desarrollar de forma auténtica modelos de enfermedad experimental humana.

Además, las células madre embrionarias tienen un gran potencial para ser utilizadas en las terapias de sustitución celular.

Las células madre embrionarias humanas se diferencian in vitro e in vivo en derivados de los tres linajes embrionarios: endodermo, ectodermo y mesodermo. Por lo tanto, por lo menos teóricamente, las células madre embrionarias humanas se podrían utilizar para generar células especializadas que sustituyan a las que están dañadas o se han perdido en una enfermedad concreta. Sin embargo, nuestro conocimiento de los mecanismos que regulan la diferenciación de las células madre embrionarias humanas en tipos celulares específicos es muy limitado.

El problema de la diferenciación de las células madre embrionarias humanas en tipos celulares específicos se ha estudiado sobre todo desde de un punto de vista empírico. Aunque existen muchos protocolos que favorecen la diferenciación de células madre embrionarias hacia citogenéresis específicas, actualmente no existen ejemplos de un factor definido o una mezcla de factores que fomenten la diferenciación específica de células madre embrionarias humanas (o de ratones) en ningún tipo de célula particular.

Nuestro laboratorio intenta conseguir métodos activos que conduzcan a la diferenciación de células madre embrionarias en células especializadas, incluyendo cardiomiocitos, condrocitos, y células progenitoras de sangre.

Para este propósito, estamos utilizando un triple enfoque. En experimentos conducidos por hipótesis, estamos intentando reproducir los pasos de desarrollo normales de linaje de compromiso y diferenciación en células madre embrionarias in vitro. Paralelamente, estamos utilizando análisis con microarrays para caracterizar los cambios globales en la expresión genética asociados a la diferenciación espontánea de células madre embrionarias humanas hacia los tipos de células de interés. En un enfoque complementario, intentamos utilizar ensayos de alto contenido para evaluar el efecto de pequeñas moléculas y de la sobre expresión o de la desregulación génica sobre la diferenciación de células madre embrionarias humanas en tipos de células específicos.

El tipo más conocido de célula madre pluripotent es el un presente en embriones que ayuda a bebés a crecer dentro de la matriz. Estas células forman en el escenario del blastocyst del revelado. Un blastocyst es una bola hueco de células que es más pequeña que una cabeza de alfiler. Las células madres embrionarias mienten dentro de esta bola de células.

Generación de células madres embrionarias

Derivan a las células madres Embrionarias de embriones. Los obtienen específicamente de los huevos que se han fertilizado in vitro para un par de fuerzas estéril en una clínica de la fertilización in vitro. Éstos son los huevos fertilizados exceso que se donan para la investigación con el consentimiento informado de los donantes. Estos embriones no son los huevos que se han fertilizado dentro del cuerpo de una mujer.

Los embriones que pueden proporcionar a las células madres embrionarias son típicamente cuatro o cinco días de viejo y son una bola microscópica hueco de las células llamadas el blastocyst. El blastocyst tiene tres estructuras: -

• trofoblasto - capa de células que rodea el blastocyst
• blastocoel - la cavidad hueco dentro del blastocyst
• masa interna de la célula - alrededor 30 células en un extremo del blastocoel

Incremento de células madres embrionarias en el laboratorio

Crecen a las células madres Embrionarias en el laboratorio usando un procedimiento llamado cultivo celular. Quitando la masa interna de la célula en un plato de cultura plástico del laboratorio aíslan a las células madres embrionarias humanas primero que contenga un media o un caldo nutritivo llamado el medio de cultivo. Guardado en la temperatura y la humedad convenientes las células dividen y extienden por la superficie del plato.

Típicamente la cubierta embrionaria de las células epiteliales del ratón el forro interior del plato de cultura así que ellas no dividirá. Esto se llama la capa del alimentador. Esta capa da una superficie pegajosa a las células madres embrionarias humanas para asociar a. Estas células de alimentador también release/versión los alimentos en el medio de cultivo. Las Nuevas técnicas se idean para evitar estas células de alimentador para el riesgo de virus o de otras macromoléculas que puedan ser transmitidos de ratón a los seres humanos.

Durante varios días las células de la masa interna de la célula proliferan y revisten el plato de cultura. Entonces se quitan suavemente y se trasplantan sobre varios platos de cultura frescos. Esto se relanza por muchas veces y por muchos meses y se llama el crear una subcultura. Cada ciclo de crear una subcultura las células se refiere como pasaje. Después de 6 meses de crear una subcultura las células de la original 30 de la célula interna la masa puede rendir a millones de células madres embrionarias.

Puesto Que estas células madres embrionarias han proliferado en el cultivo celular por seis o más meses sin que distinguen ellas llaman las células pluripotent. Son genético normales y ahora se llaman variedad de células embrionaria del vástago. Una Vez Que se establece la línea los tratamientos por lotes de las células se congelan y expidido a otros laboratorios para más futuro cultive y experimentación.

Identificación de células madres embrionarias

Las células se prueban en las diversas puntas durante el proceso de la generación para considerar si exhiben las propiedades fundamentales que les hacen a las células madres embrionarias. Este proceso se llama caracterización. Las células se sujetan a una batería estándar de las pruebas que miden las propiedades fundamentales de las células.

El Crear Una Subcultura por muchos meses sin la diferenciación es la primera prueba que determina capacidad de la uno mismo-renovación a largo plazo. Las células se examinan bajo el microscopio para considerar si son sanas y para seguir siendo no diferenciadas.

Otra prueba importante es buscar presencia de una proteína llamada Oct-4 que sea hecho típicamente por las células no diferenciadas. Oct-4 es un factor de la transcripción que ayuda a los interruptores genéticos del giro con./desc. Los Cromosomas de las células también se examinan para buscar daño si ninguno.

Estímulo de las células madres embrionarias finalmente a distinguir

Estimulan a las células madres embrionarias no diferenciadas después distinguir en el tipo deseado de célula. Para esto, las células se permiten agrupar juntas para formar cuerpos del embryoid. Esto les ayuda para distinguir espontáneamente. Hacen las células nerviosas, las células del corazón, las neuronas, las células musculares y otros tipos de células.

Sin Embargo, esta diferenciación espontánea no ayuda en la producción de culturas deseadas de los tipos específicos de la célula. Para producir las células distinguidas los investigadores cambian la composición química del medio de cultivo y la superficie del plato de cultura y modifican las células insertando genes específicos.

Conoce los avances de los tratamientos con células madre para superar lesiones y enfermedades

Cuando hablamos de las células madre podemos referirnos con certeza de que se trata de la “medicina del futuro”. Todo gracias a que esta técnica ahora está siendo aplicada para tratar enfermedades que afectan a órganos muy importantes de nuestro cuerpo.

Pero, ¿qué son las células madre? Estas unidades son las que dan el origen a todas las células que se especializan en los tejidos, órganos y sistemas del cuerpo humano, y gracias a su gran habilidad, representan un descubrimiento y gran promesa para los tratamientos de enfermedades graves, como el cáncer, Alzheimer y diabetes, tanto como para regenerar tejidos y órganos que son dañados por el envejecimiento.

Para conocer más sobre ellas, el doctor Raúl Ríos de Regencell.cl, se refirió a este tema en el programa EXpreso Bío Bío, explicando en palabras simples que estas células son las mejores que puede tener nuestro cuerpo, y actúan como un obrero.

Para extraerlas, se debe realizar una “mini liposucción”, procedimiento ambulatorio con anestesia local donde a la persona se le extrae una porción de grasa equivalente a una taza, y que después se pone dentro de una “centrífuga”, donde se aísla lo necesario para extraerlas limpiamente. Luego, se le realiza una especie de “capacitación”, para luego ser inyectadas de vuelta a nuestro cuerpo.

Ríos indicó que este tipo de prácticas “Nos abren una ventana y esperanza de tener soluciones que de alguna forma aún están en etapa experimental”, y comentó que dentro de los que más se someten a este tipo de tratamientos son los deportistas, que encuentran en él una forma muy efectiva de superar sus lesiones.

Continuación de La Evolución Química

¿Cómo cambio la energía química durante la evolución química?

Los productos iniciales de la evolución química son importantes por un motivo simple: tienen más energía potencial que las moléculas de los reactantes. Cuando se produce formaldehido, aumenta la energía potencial porque los electrones que mantienen unidos al CO2 y al H2 están atraídos con más fuerza que en el H2CO  o H2O. Esta forma de energía potencial (la energía potencial almacenada en los enlaces químicos) se denomina Energía química. Esta observación es crucial para la evolución química: la energía de la luz solar se transformó en energía química, la energía potencial de los enlaces químicos.  Esta transformación de energía explica cómo fue posible la evolución química.

Cuando las moléculas pequeñas y simples absorben energía, pueden ocurrir reacciones químicas que transformen la energía externa en energía potencial almacenada en los enlaces químicos. Mas concretamente, la energía de la luz solar se convirtió en energía química en forma de formaldehido y Cianuro de hidrogeno. La reacción compleja que resulta en la formación de formaldehido se escribe asi:

CO2 (g) + 2H2 (g) + Luz solar   ----->    H2CO (g) + H2O (g)

Observa que la reaccion esta equilibrada en lo que respecta a los atomos y a la energia implicada. Tuvo lugar un aumento de energía que hizo posible la formación de moléculas mas grandes y complejas. 

Una vez presentes las moléculas carbonas con grupos funcionales al inicio de la tierra ¿Qué sucedió después? Para que la  evolución quica continuara, tenían que pasar por dos cosas. En primer lugar, las reacciones entre compuestos orgánicos relativamente pequeños y simples tenían que producir ladrillos de las grandes moléculas presentes en las moléculas vivas. En segundo lugar, esos ladrillos tenían que unirse para formar proteínas, hidratos de carbono y ácidos nucleicos, los complejos y grandes compuestos de los organismos.

Hipotesis de la evolucion Quimica:

Hasta donde sabemos, el salto de la no vida a la vida solo se ha producido una vez en la historia del universo. Según la teoría de la evolución química, sucedió cuando las moléculas descritas empezaron a acumularse en las aguas de la tierra primigenia.

Gracias por Leernos!!!!. ;)

Agua y Carbono: La base Química de la Vida

La teoría de la evolución Química tiene un componente modelo que realiza una propuesta acerca del mundo Natural y un componente proceso que explica ese modelo. La evolución química es la propuesta de que al inicio de la historia en la tierra, compuestos simples como la atmósfera y el océano se unieron para formar Sustancias más grandes y complejas. Como resultado, la química de los océanos y la atmosfera cambio con el tiempo. El nombre de la teoría es inadecuado porque el significado más simple de evolución es “cambio en el tiempo”. Según la teoría, el proceso responsable de este modelo fue la conversión de la energía cinética de la luz solar y el calor en energía química en forma de enlaces, que formaron moléculas grandes y complejas.

La teoría también mantiene que empezaron a acumularse sustancias más grandes y complejas, y después reaccionaron entre ellas para producir compuestos todavía más complejos, y esa evolución química continúa, condujo finalmente al origen de la vida. En concreto, La hipótesis es que una de esas complejas moléculas fue capaz de hacer una copia de sí misma, o autoreplicarse. A medida que esta molécula se multiplicaba, tuvo lugar el proceso de la evolución de selección natural: La evolución química pasó a ser evolución biológica. Finalmente, una molécula es capaz de autorreplicarse y se rodea por una membrana y empezó la vida celular. En primero instancia, la teoría de la evolución química parece muy pasible.

Los Ladrillos de la Evolución Química

El 96% de toda la materia de los organismos actuales esta formada por solo cuatro tipos de átomo: hidrógeno, carbono, nitrógeno y oxigeno. Buena parte de las moléculas encontradas en la células vivas contienen miles, o incluso millones, de estos átonos unidos entre si. Sin embargo al inicio de la historia de la tierra es probable que estos elementos existieran solo en sustancias simples como el agua y el dióxido de carbono, que contienen únicamente tres átonos cada una.  La teoría de la evolución química mantiene que los compuestos simples de la atmósfera y el océano primitivo se unieron para formar las sustancias mas grandes y complejas de las células vivas para entender como pudo empezar este proceso, es necesario tener en cuenta las siguientes preguntas:

• ¿Cuál es la estructura física del hidrógeno, el carbono, el nitrógeno, el oxigeno y otros átonos de las células vivas?
• ¿Cuál es la estructura del agua, el dióxido de carbono y otras moléculas simples que actuaron como ladrillos de la evolución química?

¿Que átonos están en los organismos?

La figura 2.1 muestra una forma sencilla de representar la estructura de un átomo, utilizando hidrógeno y carbono como ejemplos. Partículas extremadamente pequeñas, denominadas electronos, órbita alrededor de un núcleo atómico compuesto por partículas grandes, llamadas protones y neutrones. Los protones tiene una carga eléctrica positiva, los neutrones son eléctricamente neutros y los electrones tiene una carga eléctrica negativa. Las cargas opuestas se atraen, las iguales se repelen. Cuando el numero de protones de un átomo (o molécula) es igual que el numero de electrones, las cargas se equilibran y el átomo es eléctricamente neutro.

La figura 2.2 muestra un segmento de la tabla periódica de los elementos. Observa que cada elemento contiene un numero característico de protones, que se denomina numero atómico del elemento. El numero atómico se muestra como el sub-índice del símbolo de cada elemento en la tabla. Sin embargo, el numero de protones de un elemento puede variar. Las formas de un elemento con distintos números de protones se conocen como isótopos (iguales- lugares). 

¿Como mantienen unidas a las moléculas los enlaces covalentes?

Para entender como se hacen estables los átomos compartiendo electrones, observa el hidrógeno. El átomo de hidrógeno solo tiene un electrón, que ocupa una capa que puede albergar dos electrones. Cuando dos átomos de oxigeno se acercan, los dos electrones presentes pasan a ser compartidos por los dos núcleos (figura 2.4). Ambos átomos poseen entonces una capa completa y han formado un enlace química. Juntos los átomos de hidrógeno enlazados son más estables que los átomos indivuales. Los electrones compartidos “pegan” los átomos en un enlace covalente. Las sustancias que se mantienen unidas por enlaces covalentes se llaman moléculas. En este caso, los átomos de hidrógeno unidos forman una única molécula de hidrógeno, que se escribe H-H O H2.

Suele resultar útil considerar los enlaces covalentes como atracciones y repulsiones eléctricas. A medida que los dos atomos de hidrógeno se aproximan, sus núcleos, cargados positivamente, se repelen y sus electrones, cargados negaticamente, se repelen también. Pero cada protón atrae a ambos electrones y cada electrón a ambos protones.

Dos ejemplos por unión de enlaces ionicos

Enlace covalente:

Algunas Moléculas sencillas formadas con H, C, N, O

El numero de electrones no emparejados en las capas de valencia de los atomos de carbono, nitrógeno y oxigeno: el carbono tiene cuatro, el nitrógeno tiene tres, y el oxigeno tiene dos. Cada electrón no emparejado puede formar medio enlace covalente. Como resultado un átomo de carbono puede formar un total de cuatro enlaces covalentes; el nitrógeno puede formar tres, y el oxigeno dos. Cuando cada uno de los cuatro electrones no emparejados de  un átomo de carbono se une covalentemente con un átomo de hidrógeno, la molécula resultante se escribe CH4 y se denomina metano. Esta es la molécula mas común del gas natural. Cuando los tres electrones no emparejados de un átomo de nitrógeno se unen a tres atomos de hidrógeno el resultado es NH3  o amónico. Del mismo modo, un átomo de oxigeno puede formar enlaces covalentes con dos atomos de hidrógeno, resultando una molécula de agua (H2O).

Agentes Mutagénicos

Video que explica el Árbol de la Vida.

El Árbol de la Vida

Las investigaciones sobre la especiación apoyan una idea propuesta por Darwin hace mas de un siglo:

La selección puede provocar cambios entre las especies. "Las conclusiones ampliadas son que todas las especies derivan de especies, pasadas y presentes, comparten un solo ancestro común. Si la teoría de la evolución por la selección natural es valida, los biólogos deberían ser capaces de reconstruir un árbol de la vida, un árbol de familia de los organismos. Si la vida en la tierra surgió una única vez, entonces ese diagrama describiría las relaciones genealógicas entre las especies con una única especie ancestral en la base.

Taxonomía Lineana

En ciencias, Taxonomía significa nombrar y clasificar organismos. Esta rama de la biología empezó a florecer en 1735, cuando un botánico llamado Carlos Linneo decidió poner orden en la increíble diversidad de organismos que se estaban describiendo entonces. 

El pilar del sistema de Linneo es un nombre compuesto por dos palabras, único para cada tipo de organismo. Un genero se compone de un grupo de especies estrechamente relacionadas. Por ejemplo, Linneo coloco a los humanos en el genero Homo. Aunque los humanos son las única especie viva de este genero, varios organismos extintos. que andaban erectos y utilizaban herramientas habitualmete, también se asignaron posteriormente al Homo, el segundo termino de este nombre de dos palabras idénticas la especie del organismo, se definió la especie como un tipo de organismo diferente e identificable. De manera mas formal, una especie esta esta compuesta de individuos que habitualmente se reproducen entre si o comparten caracteristicas que son distintas de las de otras especies. Linneo otorgo a los humanos el nombre especifico de Sapiens.

La designación del genero y la especie de un organismo constituye su nombre científico o nombre latino. Los nombres científicos siempre se escriben en Cursiva. Los géneros siempre se escriben en Mayusculas, pero la especie no. El sistema de Linnea ha resistido el paso del tiempo. su sistema de dominación con dos palabras, o nomenclatura binomial, sigue siendo el estándar en Biología.

Niveles taxonomicos:

Linneo creo una jerarquía de grupos taxonomicos; del agru0pamiento mas especifica al menos, los niveles son especie, genero, familia, orden, clase, filo y reino. ( COMO EN LA IMAGEN). Linneo agrupo a los miembros de esta familia con los babuinos, los monos y los lemures en un orden llamado "primates". Los primates están incluidos en la clase "mamiferos" con los roedores, los bisontes y otros organismo que tienen pelage y producen leche. Los mamíferos, a su vez, se unen a otros animales con estructuras demonimadas notocordas en el filo "vertebrado" y se agrupan con el resto de animales en el reino Animal.

¿Cuantos Reinos hay?

Linneo propuso que las especies podían organizarse en dos reinos: plantas y animales. Según Linneo, los organismos que no se mueven y que producen su propio alimento son plantas; mientras los organismo que se mueven y consiguen su alimento comiendo a otros organismos son animales.

Sin embargó no todos los organismos entran facilmente en estas categorías: EL moho, Las setas y otros hongos viven de adsorber nutrientes de plantas y animales, vivos o muertos. Incluso aunque no fabriquen su propia comida, se adscribieron al reino de las plantas dado que no se mueven. Los minúsculos organismos unicelulares llamados bacterias también crearon problemas. Algunas bacterias se mueven, y muchas producen su propuso alimento, pero inicialmente también se pensó que eran plantas. Además, surgió una importante division distinta cuando los avances en la microscopia permitieron a los biólogos estudiar con detalle los contenidos de las células. En las plantas, los animales y muchos otros organismos, las células contienen una estructura prominente denominada núcleo. Pero en las bacterias, las células carecen de este componente central. Los organismos con núcleo se denominan eucariotas; los organismos sin núcleo se llama procariotas. La inmensa mayoría de procariotas son unicelulares,Estos hallazgos indicaban que la division mas importante de la vida era entre procariotas y eucariotas. En respuesta a los nuevos datos acerca de la diversidad de la vida, los biólogos propusieron otras clasificaciones. A finales de la década de 1960. Un investigador sugirió que un sistema de cinco reinos refleja mejor los modelos observados en la naturaleza.  Como en la imagen 1.7 

Uso moléculas  para conocer el árbol de la vida.

Cuando se publica la propuesta de los cinco reinos Carl Woese y sus colaboradores empezaron a trabajar en el problema desde un ángulo totalmente diferente. Una vez que asignar los organismos a los reinos basandose en caracteristicas como la presencia de un núcleo o la capacidad de movimiento o de producir alimento, intentaron entender las relaciones entre los organismos analizando sus componentes químico. Su objetivo era conocer la filogenia de todos los organismos, es decir las relaciones geneologicas reales.

Analisis...

Polimorfismo Genético

Definición de Polimorfismo:
Una serie de fenotipos alternativos normales y comunes. " Es decir, un polimorfismo es una variación en la secuencia de un lugar determinado del ADN entre los individuos de una población".

Caracteristicas:

Polimorfismo Genético a nivel molecular:

Polimorfismo Microsatelites 

"Un microsatélite esta típicamente conformado por un motivo repetitivo, en el cual se encuentra contenido la secuencia repetida, y dos regiones flanqueantes, las cuales se encuentran a ambos lados del motivo repetitivo."

Codones Polimórficos:

Polimorfismo geneticos:

Teoria de la Evolucion por seleccion natural

La selección natural se produce siempre que se cumplan dos condiciones. La primera es que los individuos de una población varían respecto a las características que sean heredables, es decir, los rasgos que pueden ser transmitidos a la descendencia. Una población se define como un grupo de individuos de la misma especie que vive en la misma área al mismo tiempo. Darwin y Wallace habían estudiado poblaciones naturales durante el tiempo suficiente como para darse cuenta de que la variación entre individuos es prácticamente universal. En el trigo, por ejemplo, algunos individuos son más largos que otros. Por el trabajo de los agricultores, Darwin y Wallace sabían que de los progenitores cortos solía producirse descendencia corta. Investigaciones posteriores han demostrado que la variación heredable existe en la mayoría de los rasgos y las poblaciones. La segunda condición de la selección natural es que, en un ambiente concreto, ciertas versiones de esos rasgos heredables ayudan a los individuos a sobrevivir mejor o a reproducirse más que otras versiones. Por ejemplo, si las plantas de trigo altas se quiebran fácilmente con el viento, entonces, en lugares ventosos las plantas más cortas tenderán a sobrevivir mejor y dejar más descendencia que las plantas más altas. Si ciertos rasgos heredables conducen a un mayor éxito en la producción de descendencia, entonces esos rasgos se hacen más frecuentes en la población a lo largo del tiempo. De este modo, las características de la población cambian como resultado de la acción de la selección natural sobre los individuos. Éste es un concepto clave: la selección natural actúa sobre los individuos, pero el cambio evolutivo sólo afecta a las poblaciones. En este ejemplo, las poblaciones de trigo que crecen en lugares ventosos tienden a acortarse de generación en generación. Pero en una generación concreta, ninguna de las plantas de trigo individuales se alarga ni se acorta como resultado de la selección natural. Este tipo de cambio en las características de una población, a lo largo del tiempo, es la evolución. La evolución tiene lugar cuando las variaciones heredables provocan diferencias respecto al éxito de la reproducción. Si entiendes este concepto, deberías ser capaz de hacer un gráfico mostrando cómo la longitud media del tallo cambiará con el tiempo en una población que ocupa un ambiente ventoso, frente a un ambiente sin viento, en el que las plantas más altas tengan una ventaja porque acceden mejor al sol. Darwin también introdujo algunos términos nuevos para identificar lo que sucede durante la selección natural. Por ejemplo, en el español de la calle, la palabra «eficacia» significa capacidad de lograr el efecto deseado. Sin embargo, en Biología, eficacia biológica (fitness) se refiere a la capacidad de un individuo de producir muchos descendientes. De forma parecida, la palabra adaptación en el español habitual significa que un individuo se acomoda y cambia para funcionar bajo circunstancias diferentes. Pero en Biología, adaptación es un rasgo que aumenta la eficacia biológica de un individuo en un entorno determinado. De nuevo, consideremos el trigo: en los hábitats con mucho viento, las plantas de trigo con tallos cortos son más eficaces que los individuos con tallos largos. Los tallos cortos son una adaptación a ambientes ventosos. Para aclarar aún más cómo funciona la selección natural, consideremos el origen de las verduras denominadas «plan-tas de la familia del repollo». El brócoli, la coliflor, las coles de Bruselas, el repollo, la col rizada, la col de Milán y la berza descendieron de la misma especie, la planta salvaje de la familia de la mostaza que para crear la planta llamada brócoli, los horticultores seleccionaron individuos de la especie salvaje de mostaza con tallos de floración especialmente grandes y compactos. En la mostaza, el tamaño y la forma de los tallos de floración son rasgos heredables. Cuando los individuos seleccionados se cruzaron entre sí, su descendencia demostró tener tallos de floración más grandes y más compactos, de media, que la población original.Repitiendo este proceso en muchas generaciones, los horticultores lograron una población cuyos tallos de floración eran extraordinariamente grandes y compactos. La población lograda había sido seleccionada artificialmente por el tamaño y la forma de su tallo de floración; apenas recuerda la forma del ancestro. Hay que tener en cuenta que, durante este proceso, el tamaño y la forma del tallo de floración de cada planta individual no cambiaron durante la vida de la planta, sino que el cambio tuvo lugar en las características de la población a lo largo del tiempo. La gran idea de Darwin fue que la selección natural cambia las características de una población salvaje a lo largo del tiempo, al igual que la manipulación intencional de la «selección artificial» cambia las características de una población domesticada con el tiempo.

Imagen de la seleccion artificial 

Pequeña conclusion:

En conjunto, la teoría celular y la teoría de la evolución otorgaron a la naciente ciencia de la Biología dos ideas nucleares y unificadoras:

1. La célula es la unidad estructural básica de todos los organismos.

2. Todas las especies están relacionadas por ancestros comunes y han cambiado con el tiempo por la selección natural.

Teoría Celular

El gran avance inicial de la Biología, la teoría celular, surgió tras 200 años de trabajo. En 1665 Robert Hooke utilizó un microscopio muy simple para estudiar la estructura del corcho (tejido de la corteza) de un roble. El instrumento aumentaba los objetos sólo 30 veces (×30), pero permitió a Hooke ver algo extraordinario: en el corcho observó pequeños compartimentos similares a poros que eran invisibles para el ojo humano. Estas estructuras se llamaron células.

 Poco después de que Hooke publicara sus resultados, Anton van Leeuwenhoek consiguió fabricar microscopios mucho más potentes, algunos capaces de lograr hasta 300 aumentos. Con estos instrumentos, Leeuwenhoek estudió muestras de agua de un estanque y realizó las primeras observaciones de organismos unicelulares.También observó y describió la estructura de las células sanguíneas humanas y los espermatozoides. En la década de 1670, un investigador, que estudiaba las hojas y los tallos de las plantas con un microscopio, concluyó que estas estructuras, grandes y complejas, están compuestas de muchas células individuales. A principios del siglo XIX se habían reunido las pruebas suficientes para que un biólogo declarara que todos los organismos están compuestos por células. Pero desde entonces, los biólogos han desarrollado microscopios que son decenas de miles de veces más potentes

¿Estan compuestos por células todos los organismos?

Los organismos más pequeños conocidos son bacterias que apenas miden 200 nanómetros de diámetro, o 200 mil millonésimas partes de un metro. Se necesitarían 5.000 organismos de los mencionados, en fila, para llegar a un milímetro. Ésta es la distancia entre las marcas más pequeñas de una regla métrica. Por el contrario, las secuoyas pueden medir más de 100 metros de altura, lo que equivale a un edificio de 20 plantas. No obstante, las bacterias y las secuoyas están compuestas por el mismo ladrillo básico: la célula. Las bacterias consisten en una única célula; las secuoyas están compuestas por muchas células. Los biólogos se han visto sorprendidos por la diversidad y la complejidad de las células a medida que los avances en la

microscopía han permitido estudiar células con más aumentos. Sin embargo, la conclusión básica establecida en el siglo XIX se mantiene intacta: hasta donde se sabe, todos los organismos están compuestos por células. Hoy en día, la célula se define como un compartimento muy organizado rodeado de una estructura delgada y flexible llamada membrana plasmática, y que contiene sustancias químicas concentradas en una solución acuosa. Las reacciones químicas que sustentan la vida tienen lugar dentro de las células. La mayoría de éstas también pueden reproducirse mediante división, de hecho, copiándose a sí mismas. El descubrimiento de que todos los organismos están compuestos por células fue muy importante, pero sólo constituía la primera parte de la teoría celular. Además de saber de qué están hechos los organismos, los científicos querían conocer cómo se producen las células.

¿De donde vienen las celulas?

La mayor parte de las teorías científicas tienen dos componentes: el primero describe un modelo del mundo natural, mientras que el segundo identifica un mecanismo o proceso que es el responsable de crear el modelo. Hooke y sus colegas científicos habían enunciado el componente de modelo de la teoría celular. En 1858, Rudolph Virchow añadió el componente de proceso al declarar que todas las células surgen de células preexistentes. La teoría celular completa, entonces, se puede enunciar así: todos los organismos están hechos de células, y todas las células provienen de células previas. Esta afirmación suponía una amenaza directa a la explicación dominante, llamada «generación espontánea». En ese momento, la mayoría de los biólogos creía que los organismos surgen espontáneamente bajo ciertas condiciones. Por ejemplo, se pensaba que las bacterias y los hongos que echan a perder alimentos, como la leche o el vino, aparecían motu proprio en esos medios ricos en nutrientes: llegaban a la vida a partir de materia no viva. La generación espontánea era una hipótesis, una explicación propuesta.

La hipótesis de que todas las células surgen de otras células, por el contrario, mantenía que las células no llegan a la vida de forma espontánea, sino que se producen cuando otras células crecen y se dividen. Los biólogos suelen utilizar teoría para las explicaciones propuestas para modelos generales de la naturaleza, e hipótesis para las explicaciones a preguntas más concretas. Poco después de que se publicara la hipótesis de que todas las células surgen de otras células, Louis Pasteur se propuso comprobar sus predicciones experimentalmente. Una predicción es algo que puede medirse y que debe ser correcto si la hipótesis es válida. Pasteur quería determinar si podrían surgir microorganismos espontáneamente en un caldo de nutrientes, o bien si sólo aparecen cuando el caldo se expone a una fuente de células. Para estudiar el problema, creó dos grupos experimentales: un caldo que no estaba expuesto a una fuente de células, y otro que sí lo estaba. La hipótesis de la generación espontánea predecía que las células aparecerían en ambos grupos. La hipótesis de que todas las células surgen de otras células predecía que sólo aparecerían células en el experimento expuesto a una fuente de células. (En La Figura) muestra el diseño experimental de Pasteur. Se puede observar que los dos tratamientos son idénticos en todos los aspectos excepto en uno. Ambos utilizaban matraces de cristal llenos de la misma cantidad del mismo caldo de nutrientes. Los matraces se hirvieron durante el mismo tiempo para matar todos los organismos vivos, como bacterias u hongos. Pero como el matraz dibujado en la Figura 1 tenía el cuello recto, estaba expuesto a células después de la esterilización por calor. Estas células previas son las bacterias y los hongos que se adhieren a las partículas de polvo del aire. Podían caer al caldo de nutrientes porque el cuello del matraz era recto. Por el contrario, el matraz de la Figura 1.2b tenía un largo cuello de cisne. Pasteur sabía que el agua se condensaría

en el cayado del cuello de cisne después de hervir, y que esta agua atraparía a todas las bacterias y los hongos que penetraran con las partículas de polvo. Así pues, el matraz de cuello de cisne estaba aislado de todas las fuentes de células incluso aunque siguiera estando expuesto al aire. El diseño experimental de Pasteur fue eficaz porque sólo existía una diferencia entre los dos tratamientos, y porque la diferencia era el factor que se estaba poniendo a prueba (en este caso, la exposición del caldo a células presentes). Si entiendes este concepto, deberías ser capaz de identificar los problemas que surgirían si hubiera puesto distintos tipos de caldo en los dos grupos, hervido durante tiempos diferentes, o utilizado un matraz de porcelana en un caso y un matraz de cristal en el otro. ¿Y los resultados de Pasteur? Como muestra la Figura 1.2, el matraz expuesto a células se llenó rápidamente de bacterias y hongos. Esta observación fue importante porque demostró que la esterilización mediante calor no había alterado la capacidad del caldo de sustentar el cultivo, y porque apoyaba la hipótesis de que el cultivo empezaba con células ya existentes. Pero el caldo del matraz de cuello de cisne permanecía estéril. Incluso dejando el matraz durante meses, no aparecían organismos. Como los datos de Pasteur eran contrarios a las predicciones de la hipótesis de la generación espontánea, los resultados persuadieron a la mayoría de los biólogos de que la hipótesis de que todas las células surgen de otras células era la correcta. El éxito del componente de proceso de la teoría celular tuvo una implicación muy importante: si todas las células nacen de células preexistentes, se deduce que todos los individuos de una población de organismos unicelulares están relacionados por un ancestro común. Del mismo modo, en un individuo multicelular como tú, todas las células presentes descienden de células previas, hasta llegar a un óvulo fertilizado. Un óvulo fertilizado es una célula creada por la fusión de un espermatozoide y un óvulo, células formadas en los individuos de la generación precedente. De este modo, todas las células de un organismo multicelular están vinculadas por un ancestro común. La segunda gran teoría fundadora de la Biología es similar, en esencia, a la teoría celular. También resultó publicada el mismo año que la hipótesis de que todas las células nacen de otras células. Fue la comprensión, alcanzada de forma independiente por Charles Darwin y Alfred Russel Wallace, de que todas las especies (todos los tipos identificables y distintos de organismos) están relacionadas por ancestros comunes.

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Origen de las Mutaciones

SOMÁTICA 

GERMINAL 

MUTACIONES GÉNICAS, Cromosomicas y Genomicas

 MUTACIONES GÉNICAS.

Las mutaciones génicas son puntuales y son de dos tipos:
-Sustituciones de bases:
Suponen el 20% de las mutaciones génicas. Son el cambio de una base de AND por otro. Pueden ser:
· Transiciones: se sustituye una base púrica por otra púrica o una pirimidínica por otra pirimidínica.
· Transversiones: sustitución de una base púrica por otra pirimidínica o viceversa.
Estas mutaciones afectan a uno solo de los nucleótidos, y por tanto, solo un triplete de bases es el que se ve afectado. La mutación no afectaría al individuo y entonces seria una mutación silenciosa.
Según la mutación puede darse una proteína mas corta o mas larga.
En algún caso se puede producir una proteína que mejore a la original, y entonces el portador tendra una ventaja que podrá transmitir a sus descendientes.
-Mutaciones por corrimiento de la pauta de lectura:
Son inserciones y deleciones, adición o pérdida de algún nucleótido. Se dice que provocan un movimiento de la pauta de lectura.
Cuando el gen afectado se traduce, se produce una proteína completamente diferente.

MUTACIONES CROMOSÓMICAS.

 MUTACIONES GENÓMICAS:

Son variaciones en el número de cromosomas de una especie.
-Euploidías:

1. · Monoploidía o haploidía: existe un solo cromosoma de cada par. Es muy raro en la naturaleza, en algunas especies vegetales.
2. · Poliploidía: mas de un juego completo de cromosomas. Pueden ser tripolides (3n), tetraploides (4n) y poliploides (mas frecuente en vegetales que en animales).
3. -Aneuploidías:
4. · Trisomías: poseen un cromosoma de más (2n + 1). Afectan tanto a los autosomas como a los cromosomas sexuales.
5. · Monosomías: pueden ser por ejemplo: Down (trisomía 21), Edwars (trisomía 18), Patau (trisomia 13), Klinefelter, Triplo X, Suplo Y y Turner.

MUTACIONES Y SUS TIPOS

En Genética se denomina mutación genética, mutación molecular o mutación puntual a los cambios que alteran la secuencia de nucleótidos del ADN. No confundir con una mutación génica que se refiere a una mutación dentro de un gen. Estas mutaciones en la secuencia de ADN pueden llevar a la sustitución de aminoácidos en las proteínas resultantes. Un cambio en un solo aminoácido puede no ser importante si es conservativo y ocurre fuera del sitio activo de la proteína. De lo contrario puede tener consecuencias severas, como por ejemplo:

•   La sustitución de valina por ácido glutámico en la posición 6 de la cadena polipéptidica de la beta-globina da lugar a la enfermedad anemia falciforme en individuos homocigóticos debido a que la cadena modificada tiene tendencia a cristalizar a bajas concentraciones de oxígeno.

•  Las proteínas del colágeno constituyen una familia de moléculas estructuralmente relacionadas que son vitales para la integridad de muchos tejidos, incluidos los huesos y la piel. La molécula madura del colágeno está compuesta por 3 cadenas polipeptídicas unidas en una triple hélice. Las cadenas se asocian primero por su extremo C-terminal y luego se enroscan hacia el extremo N-terminal. Para lograr este plegado, las cadenas de colágeno tienen una estructura repetitiva de 3 aminoácidos: glicina - X - Y (X es generalmente prolina y Y puede ser cualquiera de un gran rango de aminoácidos). Una mutación puntual que cambie un solo aminoácido puede distorsionar la asociación de las cadenas por su extremo C-terminal evitando la formación de la triple hélice, lo que puede tener consecuencias severas. Una cadena mutante puede evitar la formación de la triple hélice, aún cuando haya 2 monómeros de tipo salvaje. Al no tratarse de una enzima, la pequeña cantidad de colágeno funcional producido no puede ser regulada. La consecuencia puede ser la condición dominante letal osteogénesis imperfecta.

Entre las mutaciones genéticas podemos distinguir:

•    Mutación silenciosa o sinónima: no se produce cambio de aminoácido.
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•     Mutación por sustitución de bases: Se producen al cambiar en una posición un par de bases por otro (son las bases nitrogenadas las que distinguen los nucleótidos de una cadena). Distinguimos dos tipos que se producen por diferentes mecanismos bioquímicos:
•     Mutaciones transicionales: cuando un par de bases es sustituido por su alternativa del mismo tipo. Las dos bases púricas son adenina (A) y guanina (G), y las dos pirimídicas son citosina (C) y timina (T). La sustitución de un par AT, por ejemplo, por un par GC, sería una transición.
•     Mutaciones transversionales: cuando un par de bases es sustituida por otra del otro tipo. Por ejemplo, la sustitución del par AT por TA o por CG.
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Si los cambios dan lugar a un nuevo aminoácido, será una mutación no sinónima, pero si la mutación es neutra habrá ninguna ventaja selectiva.

•     Mutaciones de corrimiento: cuando se añaden o se quitan pares de nucleótidos alterándose la longitud de la cadena. Si se añaden o quitan pares en un número que no sea múltiplo de tres (es decir si no se trata de un número exacto de codones), las consecuencias son especialmente graves, porque a partir de ese punto, y no sólo en él, toda la información queda alterada. Hay dos casos:
•    Mutación por pérdida o deleción de nucleótidos: En la secuencia de nucleótidos se pierde uno y la cadena se acorta en una unidad.
•    Mutación por inserción de nuevos nucleótidos: Dentro de la secuencia del ADN se introducen nucleótidos adicionales, interpuestos entre los que ya había, alargándose correspondientemente la cadena. Además pueden dar lugar a mutaciones sin sentido si se introduce un codón de terminación.
•     Mutaciones en los sitios de corte y empalme: Las mutaciones de corrimiento del marco de lectura también pueden surgir por mutaciones que interfieren con el splicing del ARN mensajero. El comienzo y final de cada intrón en un gen están definidos por secuencias conservadas de ADN. Si un nucleótido muta en una de las posiciones altamente conservada, el sitio no funcionará más, con las consecuencias predecibles para el ARNm maduro y la proteína codificada. Hay muchos ejemplos de estas mutaciones, por ejemplo, algunas mutaciones en el gen de la beta globina en la beta talasemia son causadas por mutaciones de los sitios de splicing.