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Las maquinarias de la alegría
Braulio Gutiérrez Medina IPICYT Ciencia en el Bar, Las Bóvedas Mayo 12, 2010 San Luis Potosíz Maquinas Motores Microscopio Celula
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La Ciencia en el Bar
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Las maquinarias de la alegría
Braulio Gutiérrez Medina IPICYT Ciencia en el Bar, Las Bóvedas Mayo 12, 2010 San Luis Potosí Maquinas Motores Microscopio Celula
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La célula Célula (cella = cámara, espacio vacío, 1667)
la más pequeña unidad estructural de los seres vivos capaz de funcionar independientemente. Humano: = Células Bacterias: 1 Célula
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La célula es una unidad compleja
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¿De qué tamaño es una célula?
1 mm = 10-3 m 1 μm = m 1 nm = m NANOTECNOLOGIA 0.1 nm 10 nm 1 μm 100 μm 1 cm 1 m 100 m 1 nm 100 nm 10 μm 1 mm 0.1 m 10 m
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¿Qué hay dentro de una célula?
Composición (por peso) 70% agua 7% moléculas pequeñas (< 2 nm) sales lípidos amino ácidos nucleótidos 23% macromoléculas (> 2 nm) proteínas polisacáridos Lípidos Acidos nucleicos (ADN, ARN)
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Biología molecular James D. Watson y Francis H. C. Crick deducen la estructura de doble hélice del ADN 2001 Secuencia del genoma humano
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Máquinas moleculares familiares: FIBRAS MUSCULARES
Myosina
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Máquinas moleculares familiares: DIVISION CELULAR
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Máquinas convencionales vs Máquinas moleculares
Motocicleta Convierte energía en movimiento Energía: combustión de hidrocarburos Velocidad: 100 km/h = 30 m/s Potencia: 100 caballos de potencia = 7,500 Watts 10 cm Myosina Convierte energía en movimiento Energía: hidrólisis de ATP ‘Velocidad’: 1 μm/s = 10-6 m/s Potencia: 4x10-19 Watts 10 nm
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¿Por qué estudiar los motores moleculares?
Enfermedades neurodegenerativas Medicinas anti-cáncer
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human epithelial cell, ~50 µm
1,000 nm E. coli human epithelial cell, ~50 µm ~500,000 nm 50 nm source: Popular Science, March 1989 work of R. Muller, UC Berkeley
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¿Qué herramientas se utilizan para estudiar los motores moleculares?
Metodos bioquímicos Estructura Microscopia: óptica, electrones, fuerza atómica, etc.
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¿Microcirugía? Pinzas diminutas
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Las pinzas ópticas: capturando objetos con luz
1 µm F = k x A. Ashkin et al., 1986, Opt. Lett. 11:
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Multiples pinzas ópticas permiten experimentos cruciales
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La cinesina: un motor esencial para la célula
Transporte de organelos organelo cinesina microtubulo Hirokawa (1998) Science 279: 519
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La ardua tarea de la cinesina dentro de células
Excerpt from “Inner Life of the Cell” Movie credit: HHMI / XVIVO Courtesy Alain Viel; animation by John Leibler
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La manipulación óptica explora la nanomecánica de motores individuales
Time (s) Position (nm) Block, S.M. Cell 93:5 (1998) Energía: 1 molécula de ATP hidrolizada por cada paso Distancia: Cada paso mide 8.2 nm. Fuerza: La fuerza del motor ~7 pN. Procesividad: La cinesina toma ~100 pasos
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El laboratorio
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También se puede aplicar rotación
Superenrollamiento del ADN 3.4 Å 1 μm
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Otros tipos de microscopía
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Braulio Gutiérrez Medina IPICYT E-mail: bgutierrez@ipicyt.edu.mx
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