Mapeo Celular y 3D: Una Revolución en la Ciencia

Las células son la base de todos los organismos vivos, desde los más simples, como bacterias, hasta los más complejos, como los humanos. Cada célula es una unidad estructural y funcional que realiza procesos vitales, como la obtención de energía, la reproducción y la eliminación de desechos.

Tipos de células:

• Procariotas: Son células más simples que carecen de núcleo definido. Su material genético está disperso en el citoplasma. Un ejemplo son las bacterias.
• Eucariotas: Son más complejas y poseen un núcleo bien definido donde se almacena el ADN. Este tipo incluye las células animales, vegetales, hongos y protistas.

Partes de una célula eucariota:

• Membrana celular: La capa externa que protege y controla el paso de sustancias hacia el interior y exterior de la célula.

• Citoplasma: El fluido gelatinoso que llena la célula, donde ocurren muchas reacciones químicas.

• Núcleo: Contiene el material genético (ADN) y dirige las funciones celulares.

• Orgánulos: Estructuras especializadas que realizan funciones específicas. Ejemplos

• Mitocondrias: Producen energía mediante la respiración celular.
• Ribosomas: Fabrican proteínas necesarias para la célula.
• Retículo endoplasmático: Involucrado en la síntesis de proteínas y lípidos.
• Aparato de Golgi: Modifica, empaqueta y distribuye proteínas y lípidos.
• Lisosomas (en células animales): Contienen enzimas para la digestión celular.

Funciones celulares:

Las células cumplen una variedad de funciones vitales:

• Metabolismo: Transforman nutrientes en energía para mantener las actividades celulares.

• Reproducción celular: Se dividen para formar nuevas células, lo que permite el crecimiento y la reparación de tejidos.

• Homeostasis: Mantienen un equilibrio interno constante, ajustando sus procesos según las condiciones externas.

Diferencias entre células animales y vegetales:

• Células vegetales: Tienen una pared celular rígida y cloroplastos, lo que les permite realizar la fotosíntesis, un proceso por el cual convierten la luz solar en energía.
  

• Células animales: No tienen pared celular ni cloroplastos, y dependen de la ingesta de alimentos para obtener energía.

Nuevo sistema de mapeo celular 3D

El equipo de la Universidad de Pekín ha desarrollado el innovador sistema 3DOM (3D Orientation Mapping), que mejora la visualización y análisis de células en tres dimensiones. Este sistema emplea microscopía de polarización de fluorescencia de superresolución, lo que permite mapear la orientación de los orgánulos celulares con mayor precisión, superando limitaciones anteriores.

Aplicaciones:

• Estudio detallado de orgánulos como filamentos de actina y microtúbulos.
• Análisis espacial de la curvatura del ADN y su relación con la estructura celular.

Impacto:

Este sistema facilita una mejor comprensión de las dinámicas moleculares y estructurales dentro de las células, impulsando avances en áreas como la biología celular, la genética y el desarrollo de nuevas terapias médicas.

Técnicas involucradas:

• Microscopía de polarización de fluorescencia: Permite visualizar la orientación molecular.
• Superresolución: Aumenta la capacidad de observar detalles finos dentro de las células.

Ventajas del sistema:

• Mejor resolución y precisión en comparación con métodos previos.
• Aplicable a diversos tipos de investigaciones en ciencias biomédicas.

Este avance promete grandes contribuciones en el campo de la investigación celular, ayudando a resolver interrogantes sobre el comportamiento de moléculas y orgánulos.

Informática y Biología: Modelación y Simulación Celular

La informática se apoya en la biología para desarrollar herramientas avanzadas que permiten la modelación 3D de células. Estos modelos permiten simular la organización y el comportamiento de orgánulos como filamentos de actina y microtúbulos, proporcionando una visión más precisa de las dinámicas celulares.

Usando técnicas informáticas avanzadas como la microscopía de superresolución, los científicos pueden observar la célula con gran detalle, lo que impulsa descubrimientos en áreas como la genética y el desarrollo de terapias médicas. La informática y la biología se cruzan para resolver problemas biológicos complejos y avanzar en la comprensión del cuerpo humano.

Este cruce de disciplinas permite realizar predicciones sobre fenómenos celulares a través de simulaciones que optimizan el tiempo y los recursos en las investigaciones, similar a como la informática colabora con la física en la predicción de sistemas complejos.

Recursos:

https://medlineplus.gov/spanish/genetica/entender/basica/celula/#:~:text=La%20c%C3%A9lula%20es%20el%20componente,energ%C3%ADa%20y%20realizan%20funciones%20especializadas.

https://www.consalud.es/saludigital/innovacion-tecnologica/nuevo-sistema-mapeo-celular-orientacion-3d-organulos_143273_102.html