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← Una animación de las maravillas del mundo molecular

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Showing Revision 10 created 05/24/2020 by Silvina Katz.

  1. Vivo en Utah,
  2. lugar conocido por tener los paisajes
    naturales más imponentes del planeta.
  3. Es fácil sentirse abrumado
    por estas imágenes sorprendentes
  4. y fascinado por estas formaciones
    que lucen tan extrañas.
  5. Como científica, me encanta
    observar el mundo natural.
  6. Pero como bióloga celular,
  7. me interesa mucho más
    entender el mundo natural
  8. a una escala mucho, mucho más pequeña.
  9. Soy animadora molecular
    y trabajo con otros investigadores
  10. para crear representaciones
    de moléculas tan pequeñas,
  11. que son prácticamente invisibles.
  12. Estas moléculas son más pequeñas
    que una longitud de onda de luz,
  13. es decir, no pueden
    verse de forma directa,
  14. ni siquiera con los mejores
    microscopios ópticos.
  15. ¿Cómo creo representaciones de cosas
    tan pequeñas que no pueden ni verse?
  16. Algunos científicos, como mis colegas,
  17. destinan toda su carrera profesional
    a entender un solo proceso molecular.
  18. Para logralo, llevan a cabo
    una serie de experimentos,
  19. cada uno de los cuales puede develar
    una pieza del rompecabezas.
  20. Un experimento puede enseñarnos
    sobre la forma de la proteína,
  21. otro puede explicarnos
    con qué otras proteínas interactúa
  22. y otro puede mostrarnos en
    qué parte de la célula se encuentra.
  23. Todas estas piezas de información
    pueden usarse para elaborar una hipótesis,
  24. una historia, esencialmente,
    de cómo funciona una molécula.
  25. Mi trabajo consiste en tomar estas ideas
    y transformarlas en una animación.
  26. Esto puede ser difícil,
  27. porque resulta que las moléculas
    pueden hacer cosas asombrosas.
  28. Pero estas animaciones pueden ser
    muy útiles para que los investigadores
  29. comuniquen sus ideas sobre
    el funcionamiento de las moléculas.
  30. También nos permiten ver
    el mundo molecular a través de sus ojos.
  31. Quiero mostrarles unas animaciones,
  32. una pequeña muestra de
    lo que considero maravillas naturales
  33. del mundo molecular.
  34. Aquí vemos una célula inmunitaria.
  35. Estas células se desplazan
    por nuestro organismo
  36. en busca de invasores
    como bacterias patógenas.
  37. Este movimiento es impulsado
    por una de mis proteínas favoritas
  38. llamada "actina",
  39. parte de lo que conocemos
    como citoesqueleto.
  40. A diferencia del esqueleto,
  41. los filamentos de la actina
    se construyen y desarman constantemente.
  42. El citoesqueleto de actina
    tiene funciones esenciales en la célula.
  43. Le permiten cambiar de forma,
    desplazarse, adherirse a las superficies
  44. y también alimentarse de bacterias.
  45. La actina también influye
    en otro tipo de movimiento.
  46. En las células musculares,
  47. las estructuras de actina forman
    filamentos regulares similar a un tejido.
  48. Cuando los músculos se contraen,
    dichos filamentos se contraen,
  49. y vuelven a su posición original
    cuando los músculos se relajan.
  50. Otras partes del citoesqueleto,
    en este caso los microtúbulos,
  51. son responsables del transporte
    a larga distancia.
  52. Pueden considerarse
    como autopistas celulares
  53. que se usan para trasladar material
    de un lado al otro de la célula.
  54. Pero estos microtúbulos
    crecen y se contraen,
  55. aparecen cuando se los necesita
    y desaparecen tras realizar su trabajo.
  56. La versión molecular
    de los camiones con remolque
  57. son las convenientemente
    llamadas "proteínas motoras",
  58. capaces de desplazarse
    por los microtúbulos,
  59. trasladando en ocasiones grandes cargas
    como organelas, tras de sí.
  60. Esta proteína motora
    en particular se llama dineína,
  61. y se la conoce por ser capaz
    de trabajar en grupos
  62. que se ven como un carruaje
    de caballos, al menos para mí.
  63. Como pueden ver, la célula es un lugar
    increíblemente volátil y dinámico
  64. donde se crean y desarman
    cosas constantemente.
  65. Pero algunas de estas estructuras
    son más difíciles de desarmar que otras
  66. y se requiere de fuerzas especiales
  67. para garantizar que las estructuras
    sean desarmadas oportunamente.
  68. Estas proteínas cumplen esa tarea.
  69. Estas proteínas en forma de rosquilla,
    de las que hay muchas en cada célula,
  70. todas parecen desarmar las estructuras
  71. al separar proteínas individuales
    a través de un orificio central.
  72. Cuando estas proteínas
    no funcionan correctamente,
  73. los tipos de proteínas
    que deben descomponerse
  74. pueden en ocasiones
    agruparse y aglomerarse,
  75. y esto puede causar enfermedades
    terribles, como el Alzheimer.
  76. Ahora echemos un vistazo al núcleo,
  77. que alberga nuestro genoma
    en forma de ADN.
  78. En todas nuestras células,
  79. el ADN es cuidado y preservado
    por un grupo diverso de proteínas.
  80. El ADN se envuelve alrededor
    de proteínas llamadas histonas,
  81. que permiten a las células almacenar
    grandes cantidades de ADN en el núcleo.
  82. Estas máquinas se conocen
    como "remodeladores de cromatina",
  83. y lo que hacen básicamente es deslizar
    el ADN alrededor de las histonas,
  84. así permiten que nuevas piezas
    de ADN sean expuestas.
  85. Este ADN puede ser reconocido
    por otras máquinas.
  86. En este caso,
  87. esta enorme máquina molecular
    está buscando un segmento de ADN
  88. que le indique que se encuentra
    al inicio de un gen.
  89. Cuando encuentra ese segmento,
    experimenta una serie de cambios de forma.
  90. Esto le permite traer otras máquinas
  91. que, a su vez, permiten que
    el gen sea activado o transcripto.
  92. Este proceso debe estar
    extremadamente regulado,
  93. porque activar el gen incorrecto
    en el momento incorrecto
  94. puede producir consecuencias desastrosas.
  95. Los científicos pueden hoy día usar
    máquinas de proteínas para editar genomas.
  96. Seguramente todos
    escucharon hablar sobre CRISPR.
  97. CRISPR aprovecha una proteína
    conocida como Cas9,
  98. que puede alterarse
    para reconocer y cortar
  99. una secuencia de ADN específica.
  100. En este ejemplo,
  101. vemos cómo dos proteínas Cas9
    cortan una pieza problemática de ADN,
  102. por ejemplo, una parte del gen
    que puede ocasionar una enfermedad.
  103. Las máquinas celulares se usan luego
  104. para unir, básicamente,
    los dos extremos del ADN.
  105. Como animadora molecular,
  106. uno de los desafíos más importantes
    es representar la incertidumbre.
  107. Todas las animaciones que
    les mostré representan hipótesis:
  108. cómo mis colegas
    piensan que se da el proceso,
  109. según la mejor información que tienen.
  110. Pero sobre muchos otros
    procesos moleculares,
  111. aún estamos en las primeras etapas
    de entender cómo se dan
  112. y queda mucho por aprender.
  113. La verdad es que estos mundos
    moleculares invisibles
  114. son vastos y están casi inexplorados.
  115. Para mí, estos paisajes moleculares
  116. son tan interesantes de explorar
    como los del mundo natural
  117. que encontramos a nuestro alrededor.
  118. Gracias.
  119. (Aplausos)