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Título de Acceso Abierto
Cuantificación del transporte que subyace a las señales intracelulares de calcio
Cecilia Liliana Villarruel Silvina Martha Ponce Dawson
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Resumen/Descripción – provisto por el repositorio digital
El Ca2+ es un mensajero intracelular ubicuo. Está involucrado en la regulación de diferentes procesos, desde la fecundación hasta la muerte celular, pasando por la diferenciación celular, contracción muscular y muchos otros. La versatilidad y universalidad del Ca2+ como agente señalizador se basa en la diversidad de distribuciones espacio-temporales que su concentración puede desplegar dentro de las células. Para generar e interpretar la enorme variedad de señales de Ca2+ observadas las células cuentan con mecanismos que sensan la concentración de este ión e intervienen en su homeostasis. Se supone entonces que la información está codificada en la dinámica de la distribución de Ca2+. Una comprensión profunda de las señales requiere por lo tanto identificar las distribuciones que pueden ocurrir, cómo las mismas son moduladas por distintos factores y la respuesta final que pueden inducir en cada tipo celular específico. Una descripción abarcadora de las señales de calcio, que involucran un amplio rango de escalas espaciales y temporales, requiere necesariamente de una combinación de observación y modelado matemático. Para que esta combinación sea útil es necesario contar con valores confiables (idealmente, medidos in situ) de los parámetros biofísicos que caracterizan a los procesos que determinan la dinámica espacio-temporal del calcio intracelular. En particular, es de vital interés conocer el coeficiente de difusión del Ca2+ dentro de las células y cómo dicho transporte es afectado por la presencia de buffers (típicamente proteínas) que reaccionan con él alterando su concentración y su dinámica. La tasa de transporte intracelular del ión y la “capacidad buffering” del medio son fundamentales para determinar el alcance de las señales. Los experimentos ópticos proveen una herramienta poco invasiva para observar las señales en células intactas. Una de las técnicas ópticas ampliamente utilizada para estudiar coeficientes de difusión es la Espectroscopía por Correlación de Fluorescencia (FCS, Fluorescence Correlation Spectroscopy), junto con microscopía confocal. FCS utiliza el análisis estadístico de las fluctuaciones en la fluorescencia de un sistema a fin de obtener información de los procesos que generan dichas fluctuaciones. Para esto se calcula la función de autocorrelación (ACF) de las fluctuaciones en la fluorescencia, la información de las escalas temporales características de los procesos subyacentes se encuentra en el decaimiento de la correlación. Sin embargo, la aplicación de esta técnica para estudiar la difusión intracelular del Ca2+ no es directa por dos motivos. En primer lugar, para estudiar al Ca2+ mediante microscopía de fluorescencia se utilizan sustancias que reaccionan con el Ca2+ y, al hacerlo, modifican sus propiedades espectrales, ya sea modificando el rango de longitudes de onda de excitación y emisión o aumentando significativamente su emisión. En segundo lugar, dentro de la célula existen sustancias, típicamente proteicas, llamadas buffers que reaccionan con el Ca2+ y modifican su tasa de transporte. Entonces el transporte de Ca2+ dentro de la célula está determinado por procesos difusivos y de reacción. Este tipo de transporte puede describirse mediante coeficientes de difusión efectivos que tienen información sobre ambos procesos. Por otro lado, para extraer información confiable de este tipo de experimentos es sumamente importante contar con un modelo adecuado para la interpretación de los datos. Usualmente, bajo ciertas aproximaciones es posible obtener expresiones analíticas para la función de autocorrelación. Dichas aproximaciones se basan en ciertos supuestos sobre los que hay que ser muy cuidadosos. En este trabajo de tesis doctoral nos centramos en la estimación de ciertos parámetros biofísicos subyacentes al transporte intracelular de Ca2+, utilizando como sistema modelo ovocitos de Xenopus laevis. En primer lugar analizamos la teoría detrás de las aproximaciones empleadas para el análisis de mediciones de FCS en sistemas similares al aquí empleado. Determinamos los límites de estas aproximaciones y qué parámetros sería posible estimar. En segundo lugar, estudiamos el coeficiente de difusión del Ca2+ y de un buffer “colectivo” en el citosol y en el lumen del retículo endoplasmático de ovocitos de X. laevis, teniendo en cuenta las consideraciones discutidas en la primer parte respecto de los modelos empleados para la interpretación de los datos.Palabras clave – provistas por el repositorio digital
DINÁMICA DE CALCIO; PROCESOS DE DIFUSIÓN Y REACCIÓN; ESPECTROSCOPIA POR CORRELACIÓN DE FLUORESENCIA; Biofísica; Ciencias Biológicas; CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
Disponibilidad
| Institución detectada | Año de publicación | Navegá | Descargá | Solicitá |
|---|---|---|---|---|
| No requiere | 2018 | CONICET Digital (SNRD) |
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| No requiere | 2018 | Biblioteca Digital (FCEN-UBA) (SNRD) |
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Información
Tipo de recurso:
tesis
Idiomas de la publicación
- español castellano
País de edición
Argentina
Fecha de publicación
2018-03-27
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