Biología, ¿por qué las células permanecen supeditadas al organismo?

[shankara]

La pregunta es la siguiente.

En un organismo pluricelular, cada célula (formando tejidos y órganos) está subordinada al organismo como un todo organizado.

Cuando ocurre la muerte se produce la "anarquía", cada uno por su lado.

¿Cuál es la "fuerza", razón, fundamento o causa eficiente que efectivamente hacía que todas las células del organismo manifestaran subordinación a la funcionalidad del organismo como un todo, como un sistema complejo?

[Julián]

Re: Biología, ¿por qué las células permanecen supeditadas al organismo?

La fuerza es la fuerza electromagnética. La mayoría de los compuestos que forman las células son macromoléculas, estas se ensamblan, rompen, adiheren mediante la fuerza electrica, generalmente las fuerzas intermoleculares. Veamos pues como hay ciertas cadenas moleculares o compuestos denominados hormonas, que se desplazan por las soluciones acuosas del organismo (soluciones) y que ante el contacto con X molécula produce un cambio químico-estructural.

La universidad de Glasgow evidenció hace 13 días justamente como las vibraciones (cuantificadas en la magnitud macroscópica temperatura) producen separación en las cadenas de ADN permitiendo que las sustancias de N H O se adhieran a los extremos (nuevamente mediante las fuerzas intermoleculares) y de esta manera el ADN se replica. Es decir, los modos de vibraciones moleculares están cuantizados en el fonon siendo este la partícula que transmite calor en el interior de los materiales. Este proceso físico-químico permite la reproducción celular, siendo el principal proceso de la vida.

este es el artículo en la revista natura: http://www.nature.com/ncomms/2016/16...omms11799.html

¿Cuál es la "fuerza", razón, fundamento o causa eficiente que efectivamente hacía que todas las células del organismo manifestaran subordinación a la funcionalidad del organismo como un todo, como un sistema complejo?

No hay una fuerza, razón o fundamente que organice a la vida sino que la vida es el resultado de esas interacciones electroquímicas, o mejor dicho, de estos complejos y variados fenómenos fisico - químicos. Lo mismo, el sistema complejo resulta de la interacción de estos sistemas menos complejos, el organismo es un fenómeno emergente. Lo que sí, estos fenómenos fisicos químicos son posible gracias a las fuerzas electromagnéticas entre las partículas que componen los átomos y las fuerzas eléctricas residuales entre moléculas.
.

Cuando ocurre la muerte se produce la "anarquía", cada uno por su lado.

No sé de donde sacas algo así, cuando ocurre la muerte deja de producirse un proceso que es base de otros y de esta manera los demás procesos dejan de funcionar a falta del anterior. Ejemplo, si dejas de respirar, sin oxigeno no se sintetizará la molécula de ATP, que es el principal reactivo de las proteinas motoras y sin proteinas motoras deja de haber movimiento de proteinas estructurales en el interior de las celulas. Como verás no hacen cualquier cosa las proteinas motoras como moverse para cualquier lado o hacer un huelga sino que deja de haber a falta de oxigeno

[shankara]

Re: Biología, ¿por qué las células permanecen supeditadas al organismo?

La fuerza es la fuerza electromagnética.

Genial gracias.

No hay una fuerza, razón o fundamente que organice a la vida sino que la vida es el resultado de esas interacciones electroquímicas, o mejor dicho, de estos complejos y variados fenómenos fisico - químicos. Lo mismo, el sistema complejo resulta de la interacción de estos sistemas menos complejos, el organismo es un fenómeno emergente. Lo que sí, estos fenómenos fisicos químicos son posible gracias a las fuerzas electromagnéticas entre las partículas que componen los átomos y las fuerzas eléctricas residuales entre moléculas.

Entiendo, pero el decir que se trata de "una propiedad emergente" (de los sistemas complejos) no explica demasiado. Es como dar un nombre a algo que simplemente (se verifica que) sucede y ya.

cuando ocurre la muerte deja de producirse un proceso que es base de otros

Ok, has respondido dos de mis interrogantes.

Gracias Julián.

[Julián]

Re: Biología, ¿por qué las células permanecen supeditadas al organismo?

Entiendo, pero el decir que se trata de "una propiedad emergente" (de los sistemas complejos) no explica demasiado. Es como dar un nombre a algo que simplemente (se verifica que) sucede y ya.

Es que lo que quise decir, es que procesos físicos simples son base de procesos más complejos (emergencia de complejidad). Por ejemplo, las proteinas motoras llevan vesiculas (que son capsulas que contienen aminoácidos que serán parte de la estructura celular) a ciertas regiones definidas de las células. Las proteinas motoras se mueven sobre microfibras.

En el siguiente video podrás ver una representación del funcionamiento celular. Podras observar como se dan las formaciones, movimiento, rompimientos de las macromoléculas. Es bastante mecánica también, pero la formación y los movimientos están "comandados" por la fuerza electroestática o el remanente de la fuerza eléctrica que forma los enlaces moleculares que es la fuerza intermolecular. Se observa en el minuto 3:23 como se forman las microfibras por la atracción electroestática de las moléculas más simples que están disuletas en la cercanía, luego la disolución que aunque puede ser producida por una enzima la rompimiento es transmitido por fonones en la fibra. Luego se observa seguido a la proteina motora como transporta una vesícula con material.

Todos estos procesos se están intentando replicar artificialmente, es lo que se conoce como MEMS y la nanotecnología. De manera de tener sistemas que puedan actuar al nivel celular para poder curar enfermedades, etc.

Por ejemplo holandeses con cadenas moleculares crearon un sistema que lo podian mover a voluntad según el gradiente de un potencial que aplicaban, algo así como la proteina motora que funciona dentro de cada célula pero a diferencia de que los físicos holandeses podían indicarle la dirección en vez de seguir un sentido del potencial en la microfibra. La prensa, como siempre, lo llamó diminuto automovil pero como siempre la prensa usa palabras que busca generar impacto ya que tiene una forma como de automovil pero es para que esos extremos por la fuerza electroestática se desplace.

http://expansion.mx/tecnologia/2011/...ueno-del-mundo

y este es el artículo oficial en la revista nature: http://www.nature.com/nature/journal...ture10587.html



Se ve la diferencia entre lo hecho por el hombre y lo que resulta de la evolución, ya que los procesos biológicos avanzan, es decir, evolucionan, con lo que el entorno brinda. De esta manera desde que se formó el primer adn, este pudo replicarse, ya que cuando se separó por una vibración había a su alrededor N O y H para reestructurar la cadena.

http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/jsp...0/213/4/A4.pdf

[shankara]

Re: Biología, ¿por qué las células permanecen supeditadas al organismo?

Julian, en primer lugar gracias por tu tiempo y explicación. La estudiaré con más detalle.

En principio veo que se trata de descripciones de procesos, es decir, el como se producen.

Respecto de la causa (o por que) veo que se trata de la fuerza electromagnética. Como tú mismo dices: "pero la formación y los movimientos están "comandados" por la fuerza electroestática o el remanente de la fuerza eléctrica que forma los enlaces moleculares que es la fuerza intermolecular" (julián).

Gracias nuevamente.

[ignorante]

Re: Biología, ¿por qué las células permanecen supeditadas al organismo?

Entiendo, pero el decir que se trata de "una propiedad emergente" (de los sistemas complejos) no explica demasiado. Es como dar un nombre a algo que simplemente (se verifica que) sucede y ya.

Un término (“propiedad emergente”) no te va a explicar nada por sí mismo; tienes que ponerte a estudiar. Es como si dijeras, “fosforilación oxidativa” no me explica demasiado, o “contracción de Lorentz” no me explica demasiado. Debes estudiar y aprender las teorías donde esos términos adquieren significado.

[alexpglez]

Re: Biología, ¿por qué las células permanecen supeditadas al organismo?

Intentaré hacer una breve aportación en base a lo que estudié en biología sobre evolución y lo poco que he leído y me han contado divulgativamente.
La célula procariota surge de un mecanismo azaroso de combinaciones al azar de macromoléculas. Así pudo surgir el ADN, ARN o alguna molécula ancestral a éstas, luego haría falta una membrana que la contuviera y que lograse hacer las funciones vitales. Como se sabe o se cree, las condiciones del exterior deberían haber sido muy ricas en moléculas para así este ser primitivo pudiera nutrirse y así la información del ADN o ARN pudiese copiarse a sí misma.
A partir de aquí, además de la probabilidad y el azar, aparece otro factor evolutivo, y es que en la propia bacteria ancestral va apareciendo una "conciencia" de adaptación para sobrevivir. Lo entrecomillo porque hay que recordar que esta "conciencia" sigue funcionando por las leyes de la física, en concreto se puede simplificar a la fuerza eléctrica aplicada a moléculas orgánicas.
El origen de la célula eucariota aparece como una simbiosis entre varias células procariotas: una gigante fagocitó a varias y en vez de destruirlas con encimas digestivas, éstas se quedaron formando algunos orgánulos, núcleo, mitocondria, cloroplastos (dando lugar a células fotosintéticas) (y no sé si alguno más). Prueba de ello es que la mitocondria tiene su propio ADN.

Respecto a la especialización de las células, tengo entendido que ello viene codificado dentro del ADN. Primero aparecen las células madre, que son las que dan lugar a las otras células especializadas. También comentar que el ADN codifica toda la información del individuo, el ADN envía información en forma de la macromolécula ARN mensajero a los ribosomas, estos a partir de esta información (y otros componentes orgánicos obtenidos a partir de la nutrición) sintetizan los distintos aminoácidos que van enlazando, así se forman las proteínas que componen nuestro cuerpo.
Cuando hablo de información que porta el ADN o el ARN, me refiero a las combinaciones de las distintas bases nitrogenadas (Adenina Guanina Citosina Timino o Uracilo) que componen el ADN o el ARN, que son las que codifican los distintos aminoácidos a sintetizar.

Así pues finalmente, como repuesta a cuál es el "motor" de la célula, yo diría que el ADN, sin olvidar que estos procesos que aquí he descrito siguen las leyes de la electroquímica, siendo éste el verdadero motor último de sus moléculas y por tanto de la célula.
Respecto a la pregunta de qué hace el organismo cuando una célula se muere, no sabría responder, pero supongo que el organismo reutilizaría los componentes orgánicos de la célula y lo que no sirviese se expulsa, pero anarquía no, ninguna. De hecho "en torno a 3.000.000 de células mueren cada segundo en el organismo humano de manera natural" y nuestro cuerpo lo asimila xD.

Por último, mencionar que aunque el ADN tiene un papel especial, también la membrana celular cumple un gran papel, al fin y al cabo es la que regula la entrada y salida de agua y nutrientes, la que detecta partículas del exterior y se repliega en caso de tener que captar o fagocitar alguna partícula o célula.

PD: lo que me sigue sorprendiendo es que todo ello provenga de azar, probabilidad, tiempo y leyes físicas... pero no hay otra manera de explicarse

Sobre la muerte celular: http://www.tendencias21.net/Las-celu...do_a16207.html

[Julián]

Re: Biología, ¿por qué las células permanecen supeditadas al organismo?

Respecto de la causa (o por que) veo que se trata de la fuerza electromagnética. Como tú mismo dices: "pero la formación y los movimientos están "comandados" por la fuerza electroestática o el remanente de la fuerza eléctrica que forma los enlaces moleculares que es la fuerza intermolecular" (julián).

La fuerza electrostática o intermolecular es una expresión de la fuerza electromagnética. Ya que para lo que es eléctrico, puede ser magnético para otro observador. Ahora debido a que son lentos los movimientos moleculares en los medios acuosos en el interior de la célula, la parte eléctrica se manifesta. Por ejemplo, la transmición del impulso nervioso en el axon de la neurona o en las fibras musculares es debido al campo eléctrico entre los iones del interior y el exterior (campo eléctrico es lo mismo que una diferencia de potencial) dicho campo eléctrico cambia de polaridad a lo largo de la membrana por la permeabilidad de la misma que permite que los iones se muevan a través de esta.
Ahora lo que es visto como un campo eléctrico desde el punto de vista de la membrana, en su conjunto y en el exterior puede verse como un campo magnético, ya que hay un movimiento de carga y por lo tanto un campo magnético. Esto es de tal forma, que se mide la actividad electrica según el campo magnético que genera el desplazamiento iónico a lo largo de membranas

La siguiente imagen es la representación circuital de la membrana, el equivalente eléctrico



Nuevamente si un organismo deja de consumir sodio, potasio, dejará de haber concentración de estos elementos en las membranas celulares y por lo tanto dejará de haber el mecanismo de transmición electromagnética celular, lo que ocacionará que las células dejen de comunicarse y por lo tanto al fallar este mecanismo fallan los demás, por ejemplo, el corazón donde su movimiento está dado por este impulso eléctrico que se desplaza de celula a celula provocando contracción en las fibras. Si la contracción de las fibras cardiacas no se realiza siguiendo la comunicación del impulso nervioso por estas, la contracción cardiaca es tal que no fluiría la sangre apropiadamente. De la misma manera si dejara de haber oxigeno no se sintetizaría la molécula de ATP que sintetiza a las proteinas motoras y estas mueven los aminoácido que forman las membranas por donde circulan los impulsos eléctrico por las concentraciones de iones.

PD: lo que me sigue sorprendiendo es que todo ello provenga de azar, probabilidad, tiempo y leyes físicas... pero no hay otra manera de explicarse

De eso no estamos seguros. Puede ser un proceso raro en el universo la formación de estructuras de moléculas orgánicas o puede ser muy común. Con el solo decir, que es posible que halla macromoléculas en marte siendo que marte queda muy cerca. La formación de sustancias pesadas (carbono, oxigeno, etc) es debido a supernovas y estas ocurren a lo largo y ancho del universo. La fuerza gravitatoria condensa esos materiales de las supernovas en planetas, satélites, asteroides. Y donde hay concentración entra en juego la fuerza electromagnética. A su vez el H2O que es el medio para que se den estas interacciones es muy común y en nuestro sistema solar, el H2O está desplegado en asteroides helados.

[shankara]

Re: Biología, ¿por qué las células permanecen supeditadas al organismo?

PD: lo que me sigue sorprendiendo es que todo ello provenga de azar, probabilidad, tiempo y leyes físicas... pero no hay otra manera de explicarse

Concuerdo.

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Gracias a todos por las detalladas explicaciones y por su tiempo invertido.

[The Higgs Particle]

Re: Biología, ¿por qué las células permanecen supeditadas al organismo?

La célula procariota surge de un mecanismo azaroso de combinaciones al azar de macromoléculas. Así pudo surgir el ADN, ARN o alguna molécula ancestral a éstas, luego haría falta una membrana que la contuviera y que lograse hacer las funciones vitales. Como se sabe o se cree, las condiciones del exterior deberían haber sido muy ricas en moléculas para así este ser primitivo pudiera nutrirse y así la información del ADN o ARN pudiese copiarse a sí misma.
A partir de aquí, además de la probabilidad y el azar, aparece otro factor evolutivo, y es que en la propia bacteria ancestral va apareciendo una "conciencia" de adaptación para sobrevivir. Lo entrecomillo porque hay que recordar que esta "conciencia" sigue funcionando por las leyes de la física, en concreto se puede simplificar a la fuerza eléctrica aplicada a moléculas orgánicas.
El origen de la célula eucariota aparece como una simbiosis entre varias células procariotas: una gigante fagocitó a varias y en vez de destruirlas con encimas digestivas, éstas se quedaron formando algunos orgánulos, núcleo, mitocondria, cloroplastos (dando lugar a células fotosintéticas) (y no sé si alguno más). Prueba de ello es que la mitocondria tiene su propio ADN.

Respecto a la especialización de las células, tengo entendido que ello viene codificado dentro del ADN. Primero aparecen las células madre, que son las que dan lugar a las otras células especializadas. También comentar que el ADN codifica toda la información del individuo, el ADN envía información en forma de la macromolécula ARN mensajero a los ribosomas, estos a partir de esta información (y otros componentes orgánicos obtenidos a partir de la nutrición) sintetizan los distintos aminoácidos que van enlazando, así se forman las proteínas que componen nuestro cuerpo.
Cuando hablo de información que porta el ADN o el ARN, me refiero a las combinaciones de las distintas bases nitrogenadas (Adenina Guanina Citosina Timino o Uracilo) que componen el ADN o el ARN, que son las que codifican los distintos aminoácidos a sintetizar.

Así pues finalmente, como repuesta a cuál es el "motor" de la célula, yo diría que el ADN, sin olvidar que estos procesos que aquí he descrito siguen las leyes de la electroquímica, siendo éste el verdadero motor último de sus moléculas y por tanto de la célula.
Respecto a la pregunta de qué hace el organismo cuando una célula se muere, no sabría responder, pero supongo que el organismo reutilizaría los componentes orgánicos de la célula y lo que no sirviese se expulsa, pero anarquía no, ninguna. De hecho "en torno a 3.000.000 de células mueren cada segundo en el organismo humano de manera natural" y nuestro cuerpo lo asimila xD.

Por último, mencionar que aunque el ADN tiene un papel especial, también la membrana celular cumple un gran papel, al fin y al cabo es la que regula la entrada y salida de agua y nutrientes, la que detecta partículas del exterior y se repliega en caso de tener que captar o fagocitar alguna partícula o célula

Sólo un par de matices. En realidad no está nada claro el origen de la vida. Hay científicos que creen que lo primero fue el material genético (en concreto el ARN), de forma que sería un "mundo del ARN". Esta hipótesis tuvo un impulso al describirse los ribozimas (ARN con capacidad de dividirse ellos solos). Otras teorías serían la del material genético AXN (sin ribosa, debido a su difícil síntesis) o la del mundo de la arcilla (realmente interesante, pues propone que los cristales de arcilla son, por ejemplo, capaces de dividirse con unas características muy concretas). Sin embargo, para la replicación del material genético es imprescindible energía, por lo que también se propuso que, antes del material genético, fuera el metabolismo (como la hipótesis del mundo de hierro-azufre, con los organismos autótrofos viviendo en fumarolas). Sin embargo, tendría poco sentido que todos estos procesos pudieran tener lugar sin ser modificados por el medio (además de las funciones que dices de la Membrana plasmática, tiene por ejemplo la identificación y la interacción con el medio. Es sin duda imprescindible). Por ello, también se pensó que antes del material genético y del metabolismo, fue la celularidad (compartimentación). Sin embargo, más bien se cree que surgió todo a la vez: lípidos, aminoácidos, precursores de nucleótidos... ¿De dónde vinieron? Bueno, bien famoso es el experimento de Miller. Pero él utilizó una atmósfera que hoy sabemos que era demasiado reducida, de forma que, ajustando a lo que hoy en día conocemos, el rendimiento es mucho menor. Esto se solucionaría considerando un aumento de la concentración de estas sustancias por la evaporación, la formación de microambientes (cada elemento se formaba en un sitio, como en las cercanías de un volcán, y luego se juntaban todos) e incluso el aporte de materia orgánica por los meteoritos (se sabe que tienen una composición similar al experimento de Miller y que, incluso, en el $67$P. Churymov-Gerasimenko se ha encontrado HCN, fundamental en muchas de estas reacciones).

Por otra parte, tampoco está claro el origen de los eucariotas (que, eso sí, se cree que fue originado cuando un antepasado eucariota fagocitó una $\alpha$protobacteria). Pero no se sabe qué fue el desencadenante (por ejemplo, hay quienes piensan que el antepasado primordial de los eucariotas, LECA, ya tenía mitocondrias) ni siquiera se conocen las características principales de dicho LECA (en parte, por la dificultad que origina la transmisión horizontal de genes y la pérdida secundaria de otros tantos).


Luego sí que es cierto que hay diferentes grados de "libertad" a la hora de la diferenciación celular, siendo las más libres las células totipotentes o madre, capaces de diferenciarse en cualquier tipo célular. Luego hay otras que están "comprometidas", que pueden diferenciarse en varios tipos dentro de un límite; es el ejemplo de las mesenquimales, que pueden diferenciarse a fibroblastos (células principales del tejido conjuntivo), a condrobastos (células del tejido cartilaginoso)...

La organización es un tema muy complejo, en el que interviene sin duda el material genético de la propia célula así como la comunicación entre ellas. Así, por ejemplo, cuando una célula está infectada por un patógeno, lo expone en su superficie para que células del sistema inmune lo reconozcan como extraño y se la carguen entera (un claro ejemplo de "muerto el perro, se acaba la rabia"). Y la apoptosis es un proceso muy complejo y regulado que puede producirse por activación desde el exterior o desde el interior. Supone una pérdida del potencial de membrana, un colapso del citoesqueleto, ruptura del material genético, formación de burbujas en la membrana plasmática que contienen restos de la célula y que serán fagocitados por células del sistema inmune. En la activación externa intervienen linfocitos, haciendo que se activen complejos proteicos que desbarajustan la célula. Pero en la vía interna, se produce cuando cesa la "señal de supervivencia" (al haber, por ejemplo, un daño celular), se activan proteínas (en este proceso es clave la mitocondria) y el resultado es el mismo. La apoptosis es importante en el caso de células dañadas o en células inmune que, si salieran libremente por el cuerpo, atacarían nuestras propias células (enfermedad autoinmune) y sin duda supone una mejora ante la necrosis, donde la célula directamente explota y daña los tejidos circundantes. Lo curioso es que independientemente de la vía de activación (extrínseca o intrínseca) hay genes implicados (como el p53 que regula y modula la apoptosis o la familia BCl2, que pueden inhibirla o favorecerla). Es decir, el estímulo puede llegar también desde el exterior, pero es el material genético el que debe controlarlo todo.

[alexpglez]

Re: Biología, ¿por qué las células permanecen supeditadas al organismo?

Gracias por la explicación The Higgs Particle, ciertamente todo sigue siendo un misterio!

Pd: no hay botón de "gracias" xD

[Weip]

Re: Biología, ¿por qué las células permanecen supeditadas al organismo?

Pd: no hay botón de "gracias" xD

Cuando leí ayer su mensaje pensé lo mismo. Pensaba que habría más unanimidad con lo del origen de la vida, al menos eso recordaba del colegio, pero como siempre en ciencia, todo es mucho más complejo de lo que parece.

[The Higgs Particle]

Re: Biología, ¿por qué las células permanecen supeditadas al organismo?

Gracias por la explicación The Higgs Particle, ciertamente todo sigue siendo un misterio!

Cuando leí ayer su mensaje pensé lo mismo. Pensaba que habría más unanimidad con lo del origen de la vida, al menos eso recordaba del colegio, pero como siempre en ciencia, todo es mucho más complejo de lo que parece.

Me habéis recordado a mi profesor de Química Orgánica. Un poco caos el hombre, pero oye, se le notaba que era un científico de los pies a la cabeza. Recuerdo que había un ejercicio en el que nos dijo "aquí me da igual si me contestáis a y b, porque ni siquiera nosotros sabemos cuál es. Eso es lo bonito de la Ciencia, y por lo que estoy yo aquí; porque hay cosas que aún no se saben, y que esperemos que con vuestra generación algunas se solucionen". Nos dio una charla que aprecié mucho sobre todos los enigmas que hay... y,oye, tenía razón el hombre. El mundo sería un lugar aburrido si ya lo supiéramos todo.

Sobre el origen de la vida, hay un libro de la colección RBA "Un paseo por el cosmos", reciente, que es eso precisamente "El origen de la vida: el mayor reto de la Biología", y habla de todas estas hipótesis. A lo mejor os interesa

Pd: no hay botón de "gracias" xD

Na, ni te molestes. Lo importante no es un número al lado de mi nick en el foro, sino los lazos que se crean y el conocimiento y experiencias que se intercambian en el foro

[Weip]

Re: Biología, ¿por qué las células permanecen supeditadas al organismo?

Sobre el origen de la vida, hay un libro de la colección RBA "Un paseo por el cosmos", reciente, que es eso precisamente "El origen de la vida: el mayor reto de la Biología", y habla de todas estas hipótesis. A lo mejor os interesa

Sí interesa sí.

[angel relativamente]

Re: Biología, ¿por qué las células permanecen supeditadas al organismo?

Pd: no hay botón de "gracias" xD

Quizá en vista de la deriva científica de este hilo tiene mucho más sentido que esté en el foro de biología (donde sí hay botón de gracias) que no en la barra. Procedo a moverlo.