Revista Digital Universitaria
ISSN: 1607 - 6079 Publicación mensual
 
1 de junio de 2010 Vol.11, No.6
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La física en la diferenciación celular: Arabidopsis thaliana*
José Roberto Romero Arias
CITA
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Imagen tomada de: commons.wikimedia.org
Autor: Sui-setz
   
Bases biológicas de la floración
Coevolución espacio-temporal    
Resultados
Conclusiones
Bibliografía
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Introducción


Desde el descubrimiento del ADN que rige el funcionamiento,  todas las formas de vida en la Tierra no han dejado de sorprenderse. La misma estructura de doble hélice en todas las células basta para formar cualquier ser vivo, simplemente cambiando la secuencia de sus bases nucléicas. La razón por la que las bases del ADN se ordenan en un ser vivo no se entienden aún. Actualmente hay miles de personas que se dedican ha estudiar el genoma de las formas de vida, que se encuentren a su alcance. Los grupos de bases forman genes con funciones específicas bien identificadas. Estos genes son los que más nos importan, ya que actúan en conjunto, formando redes genéticas que se encargan de regular la síntesis de proteínas específicas, que intervienen en el metabolismo celular. Desde que Watson y Crick, propusieron su modelo físico de la estructura del ADN en el siglo pasado, la física ha tratado de adentrarse a los innumerables procesos que ocurren en la naturaleza viva.

Así, actualmente, existe mucha literatura que propone modelos para explicar la diferenciación celular basados puramente en los genes y su distinta expresión para explicar el desarrollo de los organismos, a partir de cierto grupo de células llamadas“madre”, “troncales", o indiferenciadas. En otras palabras, las células indiferenciadas comparten no sólo el mismo ADN, sino que también los mismos genes y las mismas redes genéticas, que durante el desarrollo de un ser vivo adquieren un destino específico que es gobernado por las diferencias en la expresión de sus genes.15

Sin lugar a dudas, la diferenciación celular es una actividad compleja que involucra una comunicación constante entre los miembros celulares y no basta la sola expresión genética para realizarse. Sin embargo, con la información que tenemos sobre las redes genéticas podemos modelar estos procesos como un sistema co-evolutivo donde se involucran la dinámica de las redes de cada célula y su respuesta al  medio externo, mediante un campo físico, y viceversa.

Para ejemplificar lo que hemos dicho tomaremos la función de un ser vivo en particular: La floración de la planta Arabidopsis thaliana, que fue el primer vegetal en que se decodificó completamente el genoma y existe un enorme acervo de datos experimentales sobre su floración que nos ayudan a modelarla, además de ser la planta más estudiada actualmente en el mundo. Otro punto importante de la elección de este sistema es que su estructura espacial, que es representativa del cuarto de millón de especies de angiospermas que existen y que consta de tener los sépalos, pétalos, estambres y carpelos ordenados en anillos concéntricos de afuera hacia adentro. En lo que sigue describiremos, someramente, un modelo que nos ayude a entender la forma genérica de la floración de  todas las plantas. Una descripción completa y detallada de este modelo se encuentra actualmente en preparación.4

15 Scheres B., Plant cell identity the role of position and lineage. Plant Physiol, 135:112–114, 2001.
4R. Barrio, A. Hernández-Machado, C. Varea, J. R. Romero-Arias, and E. R. Alvarez-Buylla. Flower development as an interplay between dynamical physical fields and genetic networks. to be published.

*Agradecimientos: al Posgrado en Ciencias Física por su gran labor y al personal que está detrás, en especial me gustaría darle las gracias al Dr. Manuel Torres por su confianza y a la secretaria del posgrado Yanalte Herrero por su paciencia y ayuda. También me encantaría agradecer a mi asesor, el Dr. Rafael Barrio por su su ayuda incondicional y sus valiosos comentarios en este trabajo.

 

 
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