Modelo de la celula

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Modelo de la celula

Proyecto de modelo celular

En este artículo describimos brevemente cómo se modelan las corrientes transmembrana y otros procesos iónicos celulares para producir potenciales de acción. A continuación, analizamos 45 modelos de células cardíacas y resumimos sus propiedades. Para muchos de estos modelos, también incluimos gráficos de potencial de acción, películas de ondas espirales reentrantes y applets de Java en los que los usuarios pueden cambiar el número de estímulos y las tasas de estimulación y observar la evolución temporal del voltaje, las corrientes y las variables. Aunque no presentamos una lista completa de todos los modelos celulares cardíacos existentes, incluimos una amplia gama de modelos que representan diferentes especies, tipos de células y formulaciones de modelos, desde los más sencillos hasta los más detallados desde el punto de vista biofísico. Se incluyen tanto modelos históricos como recientes, con muchos modelos recientes que incorporan dinámicas más complejas, como el manejo detallado del Ca2+ intracelular y los modelos de Markov de los canales iónicos. Varios de los modelos descritos han sido modificados en aspectos menores, como la modificación de los valores de los parámetros, para representar dinámicas particulares o para representar estados patológicos. Tales modificaciones menores en general no se discuten aquí, excepto cuando se incluyen en el manuscrito original que describe el modelo.

Dibujo del modelo de célula

Figura 1. Representación esquemática de una célula fotorreceptora de cono y localización de las proteínas ciliares. El esquema representa el segmento externo de la célula fotorreceptora de cono, el cilio de conexión, el segmento interno, la fibra externa, el cuerpo celular, la fibra interna y la terminación sináptica. Varios componentes clave del aparato ciliar están codificados por colores e indicados. El complejo IFT A (azul) y el complejo B (rojo) están representados en el recuadro ampliado.

Las proteínas se trasladan desde el lugar de producción, en el segmento interno, hasta el lugar de absorción de la luz, en el segmento externo, a lo largo del cilio de conexión mediante un proceso conocido como transporte intraflagelar (IFT; Ishikawa y Marshall, 2017). El cilio conector consiste en un axonema de nueve dobletes de microtúbulos nucleados en la base por una estructura de microtúbulos de tripletes denominada cuerpo basal. Esta estructura se deriva del centríolo madre, en la superficie apical del segmento interno. El axonema se extiende hacia el segmento externo, convirtiéndose en microtúbulos singulares hacia el extremo distal, llegando a menudo cerca del extremo distal del segmento externo del cono y al menos a la mitad del segmento externo del bastón (Roof et al., 1991). La región proximal del axonema se estabiliza mediante modificaciones postraduccionales como la glutamilación y la acetilación, y se vuelca en el extremo distal a medida que las membranas se sustituyen en el extremo distal del segmento externo, especialmente en los conos (Eckmiller, 1996).

Modelo celular etiquetado

ResumenLa adhesión rige en gran medida la interacción mecánica entre una célula y su microentorno. Dado que la propagación inicial de las células está impulsada puramente por la adhesión, la comprensión de este fenómeno conduce a una profunda comprensión tanto de la adhesión celular como de la interacción célula-sustrato. Se ha descubierto que, en una amplia variedad de tipos celulares, el comportamiento de propagación inicial sigue universalmente las mismas leyes de potencia. El tipo de célula más simple que proporciona esta escala del radio del área de dispersión con el tiempo son los glóbulos rojos (RBC) modificados, cuyas respuestas elásticas están bien caracterizadas. Utilizando una descripción mecanicista de la interacción de contacto entre una célula y su sustrato en combinación con un modelo de glóbulos rojos deformables, podemos ahora investigar en detalle los mecanismos que subyacen a esta ley de potencia universal. El modelo presentado sugiere que la pendiente inicial de la curva de propagación con el tiempo es el resultado de un efecto puramente geométrico facilitado principalmente por la disipación en el contacto. Posteriormente, la velocidad de propagación disminuye debido al aumento de la tensión y la disipación en la corteza de la célula a medida que ésta se extiende más y más. Para reproducir este esparcimiento inicial observado, no se requieren deformaciones irreversibles. Dado que el modelo creado en este esfuerzo es extensible a tipos celulares más complejos y puede hacer frente a microambientes mecánicos suaves de forma arbitraria de las células, puede ser útil para una amplia gama de investigaciones en las que las fuerzas en el límite de la célula juegan un papel decisivo.

Modelo celular interactivo

Implica el desarrollo de algoritmos eficientes, estructuras de datos, herramientas de visualización y comunicación para orquestar la integración de grandes cantidades de datos biológicos con el objetivo de modelar por ordenador.

Implica el uso de simulaciones informáticas de los numerosos subsistemas celulares, como las redes de metabolitos y enzimas que componen el metabolismo, las vías de transducción de señales y las redes de regulación genética, para analizar y visualizar las complejas conexiones de estos procesos celulares.

Posiblemente sea un buen ejemplo de modelo matemático, ya que se trata de un cálculo sencillo pero que ofrece resultados válidos. Dos grupos de investigación[1][2] han elaborado varios modelos del ciclo celular que simulan varios organismos. Recientemente han producido un modelo genérico del ciclo celular eucariota que puede representar a un eucariota en particular dependiendo de los valores de los parámetros, demostrando que las idiosincrasias de los ciclos celulares individuales se deben a diferentes concentraciones y afinidades de proteínas, mientras que los mecanismos subyacentes se conservan (Csikasz-Nagy et al., 2006).