Las maquinarias de la alegra Braulio Gutirrez Medina
Las maquinarias de la alegría Braulio Gutiérrez Medina IPICYT Ciencia en el Bar, Las Bóvedas Mayo 12, 2010 San Luis Potosíz
La Ciencia en el Bar
Las maquinarias de la alegría Braulio Gutiérrez Medina IPICYT Ciencia en el Bar, Las Bóvedas Mayo 12, 2010 San Luis Potosí
La célula Célula (cella = cámara, espacio vacío, 1667) la más pequeña unidad estructural de los seres vivos capaz de funcionar independientemente. Humano: 100 000 000 = 1014 Células Bacterias: 1 Célula
La célula es una unidad compleja
¿De qué tamaño es una célula? NANOTECNOLOGIA 1 mm = 10 -3 m 1 μm = 10 -6 m 1 nm = 10 -9 m 0. 1 nm 10 nm 1 μm 100 μm 1 cm 1 m 1 nm 1 mm 100 nm 10 μm 0. 1 m 100 m
¿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)
Biología molecular • 1952 -1953 James D. Watson y Francis H. C. Crick deducen la estructura de doble hélice del ADN • 2001 Secuencia del genoma humano
Máquinas moleculares familiares: FIBRAS MUSCULARES Myosina
Máquinas moleculares familiares: DIVISION CELULAR
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 Myosina 10 nm 10 cm • Convierte energía en movimiento • Energía: hidrólisis de ATP • ‘Velocidad’: 1 μm/s = 10 -6 m/s • Potencia: 4 x 10 -19 Watts
¿Por qué estudiar los motores moleculares? • Enfermedades neurodegenerativas • Medicinas anti-cáncer
1, 000 nm E. coli ~500, 000 nm human epithelial cell, ~50 µm 50 nm source: Popular Science, March 1989 work of R. Muller, UC Berkeley
¿Qué herramientas se utilizan para estudiar los motores moleculares? • Metodos bioquímicos • Estructura • Microscopia: óptica, electrones, fuerza atómica, etc.
¿Microcirugía? Pinzas diminutas 1 μm
Las pinzas ópticas: capturando objetos con luz 1 µm F=k x A. Ashkin et al. , 1986, Opt. Lett. 11: 288 -290
Multiples pinzas ópticas permiten experimentos cruciales 1 µm
La cinesina: un esencial para la Transporte de organelos organelo cinesina microtu bulo Hirokawa (1998) Science 279: 519 motor célula
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
Position (nm) La manipulación óptica explora la nanomecánica de motores individuales Time (s) 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 p. N. Procesividad: La cinesina toma ~100 pasos
El laboratorio
También se puede aplicar rotación Superenrollamiento del ADN 3. 4 Å 1 μm
Otros tipos de microscopía
Braulio Gutiérrez Medina IPICYT E-mail: bgutierrez@ipicyt. edu. mx
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