Capitulo02

PANORAMA DE LA BIOLOGÌA
CELULAR Y MOLECULAR

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Rolando Hernández Fernández

En 1953 se produce un hecho trascendental en la historia de la Biología, cuando la revista Nature publicó el trabajo sobre estructura del ADN de James D.
Watson y Francis H. C. Crick. Este trabajo dio comienzo a una revolución en el
campo de la Biología y marcó el inicio de la Biología Molecular. Desde entonces
hastanuestros días el conocimiento acerca de los mecanismos moleculares relacionados con la herencia biológica han alcanzado un desarrollo insospechado en
épocas anteriores.
El conocimiento de la estructura molecular del ADN ha permitido esclarecer los
mecanismos relacionados con la duplicación del ADN, la síntesis de los ARN y de
las proteínas, la recombinación genética y la mutagénesis, así como loscomplejos
mecanismos que permiten la autorregulación de todos esos procesos.
Por si esto fuera poco, a partir de ese descubrimiento se han desarrollado poderosos procedimientos experimentales que han rebasado el marco de la genética
molecular y han incidido de forma fundamental en el conocimiento de la estructura y
las funciones celulares, de los procesos del desarrollo filo y ontogenético, de larelación entre el genoma y el ambiente y de las bases moleculares de las enfermedades.
En este capítulo nos proponemos hacer un resumen de los principales aspectos
de la Biología Celular y Molecular como una introducción panorámica para el
resto de los capítulos del libro.

LA BIOLOGÍA CELULAR
La Biología Celular contemporánea tiene como objetivo explicar las funciones de las
células a partir delconocimiento de la estructura, las propiedades y las funciones de las
moléculas que la forman, especialmente de los agregados supramoleculares. Desde ese
punto de vista la célula eucarionte se presenta como un complejo sistema biomolecular
con un alto grado de organización estructural y funcional que constituye la unidad básica
de los organismos superiores. Sus estructuras están formadas poragrupaciones de moléculas o de macromoléculas que forman verdaderos organitos en los cuales se llevan a
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cabo todas las funciones celulares de una forma armónica y coordinada. Las moléculas
que componen estos organitos son los lípidos, las proteínas, los ácidos nucleicos y los
polisacáridos. Dos aspectos destacan en estas células, la existencia del núcleo donde se
encuentra confinado el ADN y laexistencia de una basta red de estructuras membranosas
que dividen la célula en numerosos compartimentos, de manera que los procesos se
produzcan con relativa independencia uno de otros. Así, para realizar funciones complejas es necesario que se genere un flujo de sustancia, energía e información no sólo entre
la célula y su entorno sino además entre los diferentes compartimentos intracelulares.La membrana plasmática
La membrana plasmática es una estructura laminar que rodea a la célula separándola
y comunicándola con el exterior. Está compuesta por lípidos, polisacáridos y proteínas.
La estructura básica está formada por una doble capa de moléculas de lípidos que son los
fosfátidos de glicerina, los esfingolípidos y el colesterol. Estos lípidos presentan una estructura anfipática, esdecir, contiene una zona polar pequeña y una zona apolar mucha
más grande. En las membranas las zonas apolares se disponen hacia el interior y las
zonas polares hacia el exterior, una en contacto con el espacio extracelular y otra hacia el
interior de la célula. Hasta hace poco se daba por sentado que los lípidos de la membrana
solamente tenían un papel pasivo como parte de la barrera que separala célula del exterior, sin embargo, recientemente se ha descubierto que los componentes lipídicos de la
membrana intervienen en complejos mecanismos de comunicación intercelular, unos generando segundos mensajeros (como el diacilglicerol), otros regulando la actividad de
enzimas (como el fosfatitil inositol) y aún unos terceros como precursores de importantes
señales moleculares (como el ácido...