Los ladrillos de la vida
¿Qué es la vida?

Los ladrillos de la vidaLas estructuras de los seres vivos son complejas y tienen diferentes apariencias y formas. Esto es válido para la organización macroscópica de sus tejidos y órganos, así como para la interacción microscópica de las moléculas que los componen, y que interactúan con una dinámica prácticamente inconcebible. Entre las macromoléculas de alta complejidad se encuentran los portadores de información que se pueden copiar indefinidamente, las pistas y los motores que transportan cargas moleculares, transportadores que determinan no sólo la estática de las células, sino también su movilidad y, por último, las membranas que sellan las células del exterior, al tiempo que permiten el intercambio de material y la comunicación con el ambiente.
Gracias a los nuevos métodos de detección y análisis, la investigación sobre la estructura tridimensional de estas moléculas gigantes y sus funciones en la célula viva están avanzando rápidamente. Esto depende del perfeccionamiento de los métodos existentes y del desarrollo de los nuevos métodos para la creación de imágenes -para examinar células vivas- y, progresivamente, en la simulación por computadora.
Para comprender cabalmente los procesos que se llevan a cabo en las células vivas, es necesario saber más acerca de los detalles de la estructura física de las macromoléculas; tener conocimiento sobre su interacción en grandes grupos, y también sobre los cambios temporales que sufren. ¿Pero cómo garantizan las enzimas que las reacciones químicas, cruciales para el funcionamiento de las células, ocurran en el tiempo y el espacio? ¿Con qué mecanismos reaccionan las células a las perturbaciones, en qué medida pueden repararse a si mismas? ¿Qué desequilibrios conducen a las enfermedades, ya sea de desarrollo en la infancia o ante los signos de envejecimiento? La comprensión de estos procesos es fuente de un incalculable potencial para el desarrollo de nuevos agentes médicos o materiales basados en el ejemplo de la naturaleza.

La vida como una nano-fábrica

Una célula humana tiene una masa de 10-9 gramos, es decir, una milmillonésima de gramo. En una célula, hay unos 100 millones de millones (billones) de moléculas, es decir, mil veces más que las estrellas existentes en nuestra galaxia. Alrededor de 50.000 ribosomas generan hasta 200.000 proteínas diferentes que funcionan en la célula. Hasta el momento, sólo conocemos un pequeño porcentaje de lo que estas nano-máquinas realmente realizan en detalle. Para su funcionamiento, disponen de alrededor de mil millones de moléculas de trifosfato de adenosina (ATP), que transportan energía almacenada químicamente. Estos se agotan en dos minutos, y toman su lugar más miles millones de moléculas. En un día, una persona produce y consume una cantidad de ATP que corresponde a la mitad de su peso corporal.

La unidad más pequeña es la célula - El control de la división celular

Controlando la división celularEl cuerpo humano se compone de alrededor de 100 trillones de células, todas originadas por una sola célula durante el proceso de división celular. Es importante para nuestra salud que este proceso se desarrolle correctamente. Con la ayuda de la interferencia de ARN, los investigadores de Max Planck están buscando los genes implicados en la división celular.. Las células tienen que dividirse de forma asimétrica para permitir el desarrollo de diferentes tipos de células. ¿Cómo lo logra y cómo se controla la división? Los científicos del Instituto Max Planck de Biología Celular, Molecular y Genética utilizan un láser para "destruir" centrosomas de las células con el fin de medir la velocidad a la cual los microfilamentos son expulsados y las fuerzas implicadas en este proceso. Así se produce una distribución desigual porque el eje atrae más motores moleculares a un lado de los microtúbulos que al otro.

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Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics

Las estructuras biológicas - El rotor más pequeño del mundo
 
El rotor mas pequeño del mundoLos investigadores de Max Planck encontraron el rotor biológico más pequeño del mundo en la bacteria Tartarius llyobacter, cuyo diámetro de anillo es de sólo 5 nanómetros. En la rotación, suministra la energía necesaria para formar la molécula de ATP, el combustible que proporciona la energía para todas las células vivas. Entender estas máquinas biológicas es de vital importancia para la nanobiotecnología.

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Max Planck Institute of Biophysics

Medicina molecular y biomateriales - La medicina molecular abre nuevos caminos

Técnicas innovadoras y el avance del conocimiento específico están facilitando el desarrollo de nuevos métodos de control de enfermedades. Los científicos están investigando cómo las células de defensa del cuerpo dejan la sangre y se acumulan en los sitios de infección, contribuyendo así al desarrollo de nuevas drogas. Con “vesículas” artificiales tratan de transportar dosis mínimas de droga directamente a los órganos afectados. Alternativamente, se utilizan cada vez más sustancias naturales biológicamente activas en la búsqueda de sustancias activas.

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Max Planck Institute for Molecular Biomedicine
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