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BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR

BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR

 

 

AUTORES :

Harvey Lodish Presidente de la Sociedad Americana de Biología Celular, Miembro de la Academia Nacional de Ciencias y del Whitehead Institute for Biomedical Research. Profesor de Biología del Massachussets Institute of Technology. Estados Unidos.
Arnold Berk Profesor de Microbiología, Inmunología y Genética Molecular. Miembro del Molecular Biology Institute de la Universidad de California en Los Angeles. Estados Unidos.
Paul Matsudaira Miembro del Whitehead Institute for Biomedical Research. Profesor de Biología y Bioingeniería, Massachussetts Institute of Technology, Director del WI/MI Biolmagina Center. Estados Unidos

Chris Kaiser Profesor de Biología, Massachussetts Institute of Technology. Estados Unidos.

Monty Krieger Profesor Thomas D. & Virginia W. Cabot, Departamento de Biología, Massachussetts Institute of Technology. Estados Unidos.

Matthew P. Scott Profesor de Biología del Desarrollo y Genética, Stanford University. Investigador, Howard Hughes Medical Institute. Miembro de la Academia Nacional de Ciencias. Estados Unidos.
Lawrence Zipursky Profesor de Química Biológica e Investigador en el Howar Hughes Medical Institute de la Facultad de Medicina de la Universidad de California, Los Angeles. Estados Unidos.

Jamnes Darnell Premio Especial Lasker 2002 a su trabajo sobre Autopsia Genética. Miembro de la Academia Nacional de Ciencias. Profesor Vincent Astor y Director del Laboratorio de Biología Molecular Celular de The Rockefeller University. Estados Unidos.

CARACTERISTICAS

Desde la publicación de la cuarta edición se produjeron avances espectaculares en muchas áreas de la biología celular y molecular. La comprensión de los mecanismos internos y externos de las células, en especial la de las funciones de diversos tipos de proteínas y lípidos sintetizados por cada célula eucarionte y de cómo las células interactúan con su ambiente, ha permitido conectar conocimientos antes disgregados y entenderlos como sistemas integrados.  Esta quinta edición presenta estos nuevos conceptos en forma clara, a la vez que proporcionan información experimental esencial. Todos los contenidos se han reorganizados y se ha incluido varios capítulos nuevos e información detallada sobre :

Cómo se utiliza la espectrometría de masa para identificar los componentes de grandes complejos multiproteicos.
Estructura de las proteínas de los canales iónicos, sus propiedades de regulación de apertura y cierre y su papel en la conducción de los potenciales de acción por las células nerviosas.
Uso experimental del RNA de interferencias (RNAi) para bloquear la expresión de genes específicos.
Uso de perfiles transcripcionales mediante las micromatrices de DNA (chips de DNA).
Función de la estructura de la cromatina en el control de la transcripción y técnicas de inmunoprecipitación de la cromatina (ChIP) para analizar proteínas asociadas con genes específicos in vivo.
Corte proteolítico intermembrana en varias vías de señalización.
Mecanismos de condensación cromosómica y segregación en la mitosis, la regulación de la activación de origen en la fase S y las modificaciones del ciclo celular en la meiosis.
Uso de la genética evolutiva para develar nuevas proteínas esenciales para la función de las células madre y  la determinación del linaje celular.
Un sitio web:
www.whfreeman.com/lodish con más de cien animaciones y videos relacionados con los temas del libro.

Cada capítulo incluye además :

Preguntas finales para que los estudiantes respondan un problema de investigación observando datos experimentales reales.

Referencias actualizadas de los estudios más destacados y una revisión amplia de artículos para orientar a los estudiantes y profesores hacia una mayor información adicional.

 

INDICE

FUNDAMENTOS QUÍMICOS Y MOLECULARES 

La vida comienza con las células
Diversidad y concordancia de las células
Las moléculas de la célula
El trabajo de las células
Investigación de las células y sus partes
Una perspectiva genómica sobre la evolución.

Fundamentos químicos
Enlaces atómicos e interacciones  moleculares

Las unidades estructurales químicas de las células

Equilibrio químico
Energética bioquímica.

Estructura y función de proteínas
Estructura jerárquica de las proteínas
Plegamiento, modificación y degradación de las proteínas
Las enzimas y el trabajo químico de las células
Los motores moleculares y el trabajo mecánico de las células
Mecanismos generales para la regulación de la función de las proteínas
Purificación, detección y caracterización de las proteínas. 

Mecanismos genéticos moleculares básicos
Estructura de los ácidos nucleicos
Transcripción de genes codificadores de proteínas y formación de mRNA funcional
Control de la expresión génica en los procariontes
Las tres  funciones del RNA en la traducción
Pasos de la síntesis de proteínas sobre los ribosomas
Replicación del DNA
Virus: parásitos del sistema genético celular. 

ORGANIZACIÓN CELULAR Y BIOQUÍMICA

Biomembranas y arquitectura celular
Biomembranas: composición lipídica y organización estructural
Biomembranas: componentes proteicos y funciones básicas
Orgánulos de la célula eucarionte
El citoesqueleto: componentes y funciones estructurales
Purificación de las células y de sus partes
Visualizando de la arquitectura celular. 

Integración de células en tejidos
Adhesión entre células y entre célula y matriz: una visión general
Tejidos epiteliales laminares: uniones y moléculas de adhesión
La matriz extracelular de las láminas epiteliales
La matriz extracelular de los tejidos no epiteliales
Interacciones adhesivas y células no epiteliales
Tejidos vegetales
Crecimiento y uso de los cultivos celulares. 

Transporte de iones y moléculas pequeñas a través de las membranas celulares
Panorama general del transporte de membrana
Bombas impulsadas por ATP y el ambiente iónico intracelular
Canales iónicos no regulados y potencial de membrana en reposo
Cotransporte mediante simportadores y antiportadores
Movimientos del agua
Transporte transepitelial
Canales iónicos regulados por voltaje y propagación de potenciales de acción en las células nerviosas
Neurotransmisores receptores y proteínas transportadoras en la transmisión de señales en las sinapsis

Energética celular
Oxidación de la glucosa y de los ácidos grasos a CO2
Transporte de electrones y generación de la fuerza protón-motriz
Generación de la fuerza protón-motriz para procesos que requieren energía
Etapas de la fotosíntesis y pigmentos que absorben luz
Análisis molecular de los fotosistemas
Metabolismo del CO2 durante la fotosíntesis.

GENÉTICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR 

Técnicas genéticas moleculares y genómica
Análisis genético de mutaciones para identificar y estudiar genes
Clonación del DNA mediante métodos de DNA recombinante
Caracterización y uso de fragmentos clonados de DNA
Genómica: análisis amplio del genoma, de la estructura de sus genes y de su expresión
Inactivación de la función de genes específicos en los eucariontes
Identificación y localización de genes de enfermedades humanas.

Estructura molecular de genes y cromosomas
Definición molecular de gen
Organización cromosómica de los genes y del DNA no codificador
DNA móvil
Organización estructural de los cromosomas eucariontes
Morfología y elementos funcionales de los cromosomas eucariontes
DNA de los orgánulos. 

Control transcripcional de la expresión génica
Panorama general del control génico en eucariontes y las RNA polimerasas
Secuencias reguladoras en los genes codificantes de proteínas
Activadores y represores de la transcripción
Iniciación de la transcripción por la RNA polimerasa
Mecanismos moleculares de la activación y represión de la transcripción

Regulación de la actividad de los factores de transcripción
Elongación regulada y terminación de la transcripción
Otros sistemas de transcripción en eucariontes.

Control génico postranscripcional y transporte nuclear
Procesamiento del pre-mRNA eucarionte
Regulación del procesamiento del pre-mRNA
Transporte de macromolecular a través de la envoltura nuclear
Mecanismos citoplasmáticos de control postranscripcional
Procesamiento del rRNA y del tRNA.

 SENALIZACIÓN CELULAR 

Señalización en la superficie celular
Moléculas señal y receptores de la superficie celular
Transducción intracelular de la  señal
Receptores acoplados a la proteína G que activan o inhiben a la adeniliciclasa
Receptores acoplados a la proteína G que regulan a los canales iónicos
Receptores acoplados a la proteína G que activan a la fosfolipasa C
Activación de la transcripción génica por receptores acoplados a proteína G.

Vías de señalización que controlan la actividad génica
Receptores del TGF
b y activación directa de Smad
Receptores para citocina y vía JAK‑STAT
Receptores de tirosincinasas y activación de Ras
Vías MAP cinasas
Fosfoinosítidos como transductores de señales
Vías que involucran la degradación de la proteína inducida por la señal
Modulación negativa de receptores de señalización.
 

Integración de señales y controles génicos
Enfoques experimentales para formar una integral de las respuestas inducidas por señales
Respuestas de las células frente a influencias ambientales
Control de los destinos celulares por cantidades graduadas de reguladores
Creación de límites por combinaciones diferentes de los factores de transcripción
Creación de límites por señales extracelulares
Inducción recíproca e inhibición lateral
Integración y control de las señales

TRÁFICO DE MEMBRANA

Movimiento de proteínas en las membranas y en los orgánulos
Translocación de proteínas secretorias a través de la membrana del RE
Inserción de proteínas en la membrana del RE
Modificaciones, plegado y control de calidad de las proteínas en el RE
Salida de proteínas bacterianas
Direccionamiento de proteínas a mitocondrias y cloroplastos
Direccionamiento de las proteínas peroxisómicas.

Tráfico vesicular, secreción y endocitosis
Técnicas para el estudio de la vía secretoria
Mecanismos moleculares del tránsito vesicular
Tránsito vesicular en las etapas iniciales de la vía secretoria
Clasificaciones y procesamiento de proteínas en las etapas finales de la vía secretoria
Endocitosis mediada por receptor y clasificación de las proteínas internalizadas
Formación y función de las vesículas sinápticas.

Metabolismo y movimiento de lípidos
Fosfolípidos y esfingolípidos: síntesis y movimiento intracelular
Colesterol: un lípido de membrana multifuncional
Movimiento lipídico hacia adentro y hacia afuera de las células
Regulación por retroalimentación del metabolismo lipídico celular
Biología celular de la aterosclerosis, el infarto de miocardio y el accidente cerebrovascular. 

CITOESQUELETO

Microfilamentos y filamentos intermedios
Estructuras de actina
Dinámica del ensamblaje de actina
Movimientos celulares impulsados por miosina
Locomoción de la célula
Filamentos intermedios.

Microtúbulos
Organización y dinámica de los microtúbulos
Movimientos impulsados por cinesina y dineína
Dinámica de los microtúbulos y proteínas motoras en la mitosis.

CICLO CELULAR Y CONTROL DE LA PROLIFERACIÓN CELULAR 

Regulación del ciclo celular eucarionte
Panorama general del ciclo celular y su control
Estudios bioquímicos con ovocitos, huevos y embriones tempranos
Estudios genéticos con S. pombe
Mecanismos moleculares de regulación de los eventos mitóticos
Estudios genéticos con S. cerevisiae
Control del ciclo celular en las células de mamífero
Puntos de control en la regulación del ciclo celular
Meiosis: un tipo especial de división celular.

Nacimiento, linaje y muerte celular
El nacimiento de las células

Especificación del tipo de célula en las levaduras
Especificación y diferenciación del músculo
Regulación de la división celular asimétrica
Muerte celular y su regulación. 

Cáncer
Células tumorales e inicio del cáncer
Bases genéticas del cáncer
Mutaciones oncogénicas en las proteínas que promueven la proliferación celular
Mutaciones que provocan pérdida de inhibición del crecimiento y controles del ciclo celular
Papel de los carcinógenos y reparación del DNA en el cáncer.

 
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