OPTOGENÉTICA
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OPTOGENÉTICA |
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INTRODUCCION El cerebro de los mamíferos está formado por billones de neuronas interconectadas entre sí formando circuitos gracias a trillones de sinapsis. Algunos sistemas neurales son muy difíciles de describir anatómicamente mientras que otros sistemas están relativamente bien caracterizados como, por ejemplo, los circuitos que regulan la visión, los movimientos musculares o la respiración. Sin embargo, incluso estos sistemas requieren una exquisita disección funcional de manera que se puedan discernir las contribuciones de una célula individual y de sus sinapsis a una determinada función. La perturbación de un único elemento en un circuito neural es especialmente dificil debido a la interferencia de múltitud de señales bioquímicas que tienen lugar en cualquier sistema vivo. El sistema nervioso central está formado por poblaciones heterogéneas de células. Las técnicas de microestimulación eléctrica tienen una gran precisión temporal, pero afectan todas las células y fibras que rodean el electrodo. Los mismo ocurre con las sondas que congelan o eliminan reversible o irreversiblemente los tejidos que las rodean. Los fármacos inyectados pueden actuar de un modo especifico sobre las células diana, pero permanecen mucho tiempo (minutos u horas) en el sistema. La inactivación genética (eliminando el gen que codifica una determinada proteína, no tiene ninguna precisión temporal y, a menudo es irreversible. La optogenética evita todos estos inconvenientes, pudiendose utilizar sondas específicas para determinadas dianas con una precisión de milisegundos. La optogenética es una nueva técnica para estudiar como reaccionan las células frente a diferentes estímulos. Mediante ingenieria genética se introducen en cultivos celulares e incluso en animales transgénicos, los genes que expresan proteínas sensibles a la luz como la rodopsina. Esta proteínas, de origen natural o síntéticas actúan como canales iónicos, permitiendo la entrada o salida de calcio o sodio cuando un rayo luz incide sobre ellas. Cuando estas proteínas se expresan en las células estas reaccionan al ser afectadas por la luz. Por lo tanto la optogenética es un conjunto de tecnologías que permite el control rápido y dirigido de eventos específicos en sistemas biológicos tanto simples (células) como complejos (tejidos e incluso animales de experimentación vivos y libres de moverse). La razón de este control tan rápido y preciso reside en el uso de la luz como agente inductor, generando una velocidad de respuesta del orden de milisegundos y una precisión que puede restringirse a células aisladas
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Las opsinas son proteínas naturales sensibles a la luz, que tienen un cromóforo unido covalentemente y está usualmente integradas en la membrana celular. Como es sabido, un cromóforo es cualquier molécula o parte de una molécula responsable del color de la misma. Cuando una molécula es capaz de absorber ciertas longitudes de onda de luz visible y transmitirla o reflejarla a otras diferentes, produce color. En las opsinas, este cromóforo es el retinal, el cual isomeriza es excitado por la luz, produciendo la activación de la proteína a la cual está unido covalentemente. | |
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REFERENCIAS Edward S. Boyden.
A history of optogenetics: the development of tools for controlling brain
circuits with light. |
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| Monografia creada el 31 de mayo de 2012. Equipo de Redacción de IQB | ||
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