Biología Celular Y Molecular

[Rafael Nowning]

Elprograma de Doctorado en "Biologa Celular y Molecular" est dirigido a la formacin de doctores que puedan desarrollar una carrera slida de investigacin y docencia en el campo de la moderna biologa celular y molecular (BCM). Este programa se seleccion como programa de Doctorado de Calidad por el Ministerio de Educacin y Ciencia en 1994, y desde entonces ha sido reconocido como tal y recibi la "Mencin hacia la Excelencia" en la ltima evaluacin realizada (BOE 20 de octubre de 2011). El programa es cientficamente riguroso, pero a la vez flexible y favorecedor de las interacciones multidisciplinares en las aproximaciones experimentales a los problemas biolgicos.

En el marco del programa de doctorado los estudiantes tienen acceso a tecnologas modernas e infraestructuras de investigacin de primera lnea no solo en el seno de nuestro grupo sino tambin en los Servicios de Investigacin de la Universidad. Los estudiantes de doctorado asisten de forma obligatoria a los programas de seminarios impartidos por investigadores invitados o visitantes y tienen la oportunidad de interaccionar con ellos. Tambin adquieren protagonismo en la imparticin de seminarios internos en la Facultad y en reuniones de la especialidad. Los estudiantes de doctorado se integran en equipos de investigacin con amplia experiencia en la formacin de investigadores de nivel postdoctoral, predoctoral y postgrado (tesis de licenciatura y proyectos fin de carrera). Puesto que nuestros grupos de investigacin estn en estrecho contacto con otros grupos de investigacin tanto de mbito nacional como internacional, los estudiantes tienen la posibilidad de una formacin interdisciplinar y de introducirse en los hbitos de colaboracin cientfica fuera de su propio entorno de trabajo.

A principios del curso acadmico convocamos una reunin para todos los matriculados por primera vez en nuestro programa, en la que informamos detalladamente de todos los aspectos de inters y contestamos a las dudas que puedan plantearse.

Todas estas lneas cuentan con la financiacin de proyectos de investigacin dirigidos por investigadores principales que son miembros del programa.La informacin sobre estos proyectos est disponible en el siguiente enlace:

El objetivo principal del Mster Universitario en Biologa Molecular y Celular Integrativa, organizado por la UIMP en colaboracin con el CSIC, es proporcionar a estudiantes de posgrado una formacin avanzada en biociencias, en sus mbitos molecular y celular, en un entorno cientfico de vanguardia.

La experiencia acumulada en dos ediciones (2014-15) de la Escuela de Biologa Molecular y Celular Integrativa UIMP-CSIC, en el marco de los cursos de verano de la UIMP en Santander, ha permitido establecer contacto directo, y recabar y contrastar opiniones, con 80 de los mejores graduados jvenes en biociencias de las universidades espaolas, as como con cerca de 40 profesores e investigadores destacados en diversas disciplinas cientficas que ejercen su labor investigadora y docente tanto dentro como fuera de nuestro pas.

La conclusin unnime extrada de tales contactos es que ha llegado el momento en el que un Mster como el que aqu se presenta, traspasando las fronteras entre las disciplinas cientficas clsicas para integrarlas, se ponga en marcha por parte de una Universidad espaola. Se atienden as las demandas de los alumnos de una formacin avanzada y competitiva y la de los investigadores de poder incorporar a sus equipos jvenes investigadores con una mejor preparacin y mayor adaptacin a las tecnologas y aproximaciones de frontera.

Se considera pues que MCIB, pionero en Espaa, introduce un elemento novedoso y atractivo, ya que su programa formativo se basa en la actividad investigadora multidisciplinar de un centro del CSIC (en este caso, el Centro de Investigaciones Biolgicas - CIB), ms all de los contenidos tericos del programa lectivo. Es decir, MCIB pone en valor el gran potencial formativo avanzado que tiene el conocimiento generado, da a da, en un centro de investigacin del CSIC. Pensamos que esta propuesta docente no slo ser beneficiosa para los estudiantes, sino tambin para los investigadores del centro, ya que ser una accin dinamizadora que implicar al conjunto del CIB.

El CIB constituye un entorno ptimo para poner en prctica MCIB, ya que la biologa molecular y celular integrativa constituye una de las seas de identidad del centro. Esta estrategia investigadora est edificada sobre las sinergias ya existentes entre los programas de investigacin ms activos del CIB, que aplican tecnologas de frontera para estudiar procesos moleculares y celulares esenciales, con relevancia biomdica y/o medioambiental. Estos estudios integradores, sobre sistemas tanto naturales como sintticos, contribuirn a mejorar el conocimiento de los alumnos sobre los principios fundamentales de la funcin biolgica y sern la base para desarrollar sus competencias en las nuevas aplicaciones biotecnolgicas y biomdicas que se basan precisamente en esa integracin de aproximaciones y niveles para comprender y extraer todo el potencial inherente a la complejidad biolgica.

Nessa unidade sero abordados os temas abaixo. Caso tenha interesse em algum tema especfico, basta clicar em cima do tema desejado que voc ser direcionado para a sua seo.Se desejar ver o contedo completo, basta clicar no primeiro tema e ir passando para as pginas seguintes.Tenha em mente que cada tema pode apresentar mais de uma pgina.

Em 1935, Hugh Davson e James Danielli tentaram explicar a estrutura da membrana celular atravs do Modelo Sanduche, que consistia na ideia de que a membrana apresentaria uma camada de protenas em suas faces intra e extracelular, porm entre essas duas camadas de protenas haveria uma bicamda lipdica, de forma semelhante a um "sanduche" (os pes seriam a camada de protena e o recheio seria a bicamada lipdica).

Porm, em 1972, Singer e Nicolson propuseram o Modelo Mosaico Fluido, em que as protenas, na verdade, estariam embebidas em uma bicamada fosfolipdica, como um mosaico apresentando molculas proteicas e lipdicas. Essas molculas, entretanto, se movimentariam no plano da membrana, ou seja, teriam uma certa fluidez nessa estrutura.

Atualmente, o Modelo Mosaico Fluido aceito, mas alm de protenas e lipdeos, tambm h acares associados a alguns desses componentes, o que resulta na presena de glicoprotenas e glicolipdeos na membrana biolgica.

A estrutura das membranas biolgicas flexvel e pode adquirir diferentes formatos. Ela composta, principalmente, por fosfolipdeos, esfingolipdeos, colesterol e protenas, alm de glicolipdeos e glicoprotenas.

Na imagem ao lado, tem-se representado um fosfolipdeo chamado fosfatidilcolina. O que difere a fosfatidilcolina de outros tipos de fosfolipdeos a sua cabea polar (regio hidrofbica), pois ela apresenta o grupamento polar "colina".Cada fosfolipdeo, portanto, ir apresentar um grupamento polar especfico, que definir seu nome.

Cada fosfolipdeo, como se v na figura, tem 2 cadeias de cido graxo. Essa cadeia pode se apresentar na forma saturada (a cadeia na esquerda da imagem) ou insaturada (a cadeia da direita).Cadeias de c. graxo insaturadas deixam a regio da membrana mais fluida e fina, enquanto cadeias saturadas tm efeito oposto.

Tanto os esfingolipdeos, quanto o os colesteris esto presentes em regies de membrana estveis, chamadas balsas lipdicas. Essas regies so responsveis por confinar protenas em determinadas regies da clula e garantir a manuteno de receptores que atuaro na transduo de sinais.OBS.: Nas balsas lipdicas podem ser encontrados, por exemplo, receptores que permitem a entrada de vrus na clula (como o receptor CD4 para o HIV.

Na presena de gua, as molculas anfipticas agregam-se espontaneamente, devido a sua elevada hidrofobicidade. Dependendo das condies experimentais e da natureza dos lipdeos, podem se formar 3 tipos de agregados, como visto na imagem ao lado:

Vale destacar tambm que os fosfolipdeos se movimentam na membrana, podendo apresentar movimento de difuso lateral, difuso rotacional ou difuso transversa (flip-flop), como visto na imagem esquerda.O movimento flip-flop lento e energeticamente desfavorvel (pois a parte polar da molcula deve atravessar um meio hidrofbico), portanto, existem enzimas (flippases) que catalisam esse moviemento, tornando-o mais rpido.

As protenas presentes nas membranas biolgicas podem ser do tipo integrais (esto fortemente ligadas membrana e, portanto, sua retirada geraria um impacto na membrana) ou perifricas (esto fracamente ligadas membrana atravs de interao feita por carga e, por isso, soltam-se facilmente da membrana ao se modificar o pH ou usar agentes quelantes).

Tipos de protenas encontradas na membrana:1- Protena integral transmembrana unipasso (atarvessa a membrana apenas uma vez);2- Protena integral transmembrana multipasso em α-hlice (atravessa a membrana diversas vezes);3- Protena integral transmembrana multipasso em folha-β (atravessa a membrana diversas vezes e tem formato de barril);4- Protena integral monotpica (associada a apenas 1 camada da bicamada lipdica);5 e 6- Protenas integrais ancoradas (ligadas membrana atravs de alas lipdicas);7 e 8- Protenas perifricas ligadas a outras protenas.Fonte: ALBERTS, 2017.

O transporte atravs da membrana biolgica pode se dar de duas formas principais: transporte passivo (sem gasto energtico, pois ocorre a favor do gradiente de concentrao, ou seja, de onde tem mais pra onde tem menos) ou transporte ativo (com gasto energtico, pois ocorre contra o gradiente de concentrao).

TRANSPORTE PASSIVO Pode ser de 2 tipos:Difuso simples - o soluto atravessa diretamente a bicamada lipdica. Para que isso seja possvel, preciso que se trate de uma molcula apolar e pequena;Difuso facilitada - o soluto atravessa a membrana biolgica atravs de uma protena transmembrana, que pode ser do tipo canal ou transportador.

UNIPORTE - ocorre atravs de transporte ativo primrio (bombas) em que apenas um molcula passa pela protena transportadora por vez;SIMPORTE - ocorre por meio de transporte ativo secundrio (carreadores que dependem do gradiente de concentrao gerado por uma bomba, para que faam o transporte), no qual passam-se duas molculas simultanemamente no mesmo sentido, sendo uma co-transportada;ANTIPORTE - ocorre por meio de transporte ativo secundrio (carreadores que dependem do gradiente de concentrao gerado por uma bomba, para que faam o transporte), no qual passam-se duas molculas simultanemamente em sentidos opostos, sendo uma co-transportada.

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