Biología celular y molecular. Segunda edición multimedia

BIOLOGÍA CELULAR Y MOLECULAR SEGUNDA EDICIÓN MULTIMEDIA

Luis Gustavo Celis R.

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BIOLOGÍA CELULAR Y MOLECULAR SEGUNDA EDICIÓN MULTIMEDIA

Luis Gustavo Celis R.







Biología celular y molecular. molecular. 3.ª edición, 2.ª edición digital.

Luis Gustavo Celis R. ISBN: 978-958-12-0300-0 © Universidad de La Sabana, 2012 © John Kyrk, 2012, sobre las animaciones

Coordinación Coordinac ión editorial: Oficina de Publicaciones, Universidad de La Sabana Campus del Puente del Común Km 7, Autopista Norte de Bogotá, D. C. Chía, Cundinamarca, Colombia Teléfonos: (571) 861 5555, 861 6666 Fax: (571) 861 6010 www.unisabana.edu.co [email protected] Animaciones: Animacion es: John Kyrk http://www.johnkyrk.com [email protected] johnkyrk@joh nkyrk.com Edición digital: http://www.epigrafe.com http://www.epigrafe.com,, 2012

Prohibida la reproducción total o parcial, por cualquier medio o con cualquier propósito, sin autorización escrita de la Universidad de La Sabana.







A mis padres padres y hermanos, hermanos, a mi querida querida esposa, esposa, a la memoria de mi abuela Amanda, a mi hija María Amanda de Los Ángeles, a mis monitores y a mis maestros y profesores.















Contenido

Prefacio

7

Introducción a la biología Caso clínico 1 Actividades de investigación investigación Bibliografía básica

11 16 16 18

La célula Constituyentes básicos Estructura de la célula Caso clínico 2 Actividades de investigación investigación Bibliografía básica

21 23 27 36 36 38

Metabolismo (respiración)

39







Biología celular y molecular

Actividades de investigación investigación Bibliografía básica

56 57

Genética molecular Etapas del proceso de síntesis de proteínas Mecanismos de regulación genética Caso clínico 5 Actividades de investigación investigación Bibliografía básica

59 60 62 68 69 71

Patologías genéticas Genopatías Cromosomopatías Desórdenes multifactoriales Caso clínico 6 Actividades de investigación investigación Bibliografía básica

73 73 74 75 77 78 79

Ecología Caso clínico 7 Actividades de investigación investigación Bibliografía básica

81 87 88 90

Biotecnología Impacto en el sector salud Implicaciones bioéticas Ciencias ómicas Caso clínico 8 Actividades de investigación investigación

93 94 106 109 111 112







Prefacio

l libro Biología celular y molecular no ha sido concebido como un texto tradicional, en donde se explicitan todos los contenidos que existen en este campo; por el contrario es un texto que llama a la reflexión, el cual busca que tanto el profesor como el alumno realicen un trabajo intelectual, que los lleve a la discusión, dis cusión, a la crítica, a la introspección, a que cada uno vierta sus propias ideas, hasta llegar a una conclusión. El texto no pretende explicarlo todo, pues ha sido concebido siguiendo los niveles de organización de la vida; cada capítulo consta de una introducción, cuyo objetivo es dar un marco de referencia sobre el tema; además, presenta los aspectos más relevantes del mismo y procura dar un repaso a los conceptos más importantes importantes que el estudiante debe haber asimilado al a l llegar a esta etapa. Posteriormente se plantea un caso clínico, porque una vez se poseen los conceptos biológicos, el estudiante debe ser capaz de estable-

E







Biología celular y molecular

van a desarrollar a través tr avés del respectivo caso. En el punto cuarto, que corresponde a las actividades activid ades de investigación, el estudiante deberá describir los aspectos más relevantes del problema planteado a partir de los conceptos básicos que generan las distintas áreas que conforman las ciencias biológicas; en esta parte se trabaja en dos sentidos: el primero, mediante la utilización del análisis funcional, para descomponer el caso a partir de las ramas del saber antes mencionadas; mencionadas; el segundo es un enfoque holístico, que permite integrar el todo; de esta manera se funden los conceptos básicos y aplicados de la biología en la práctica de las ciencias de la salud. La bibliografía, al final de cada capítulo, está concebida de manera investigativa con la intenció i ntención n de que el alumno disponga de una lista bibliográfica mínima, que le permita orientarse para responder a cada una de las preguntas formuladas en el texto; ello no excluye que se consulten otras fuentes, como las revistas especializadas. Finalmente se ha considerado pertinente incluir preguntas de bioética en el libro, porque porque los desarrollos de la biología molecular han generado una serie de herramientas que tienen un gran impacto sobre el ser humano y la sociedad actual. La aparición de diversas tecnologías, como el ácido desoxirribonucleico (DNA, (DNA, por sus siglas en inglés) recomb recombinante inante,, la fertilización in vitro, la clonación de mamíferos y otras, están dando origen a nuevos problemas, que en muchos casos atentan contra la dignidad de la persona humana; de hecho, el capítulo capítulo dedicado al estudio de estas tecnologías es el más extenso. Aunque Aunque este texto no pretende ser un libro de bioética no podemos po demos quedarnos al margen de llamar la atención sobre sobre los







Prefacio

En esta tercera edición hemos incluido un nuevo capítulo dedicado al tema de las células madres debido al impacto de la terapia celular en la práctica médica, en especial por la innovación realizada por Takahashi Takahashi y Yamanka de las células madre pluripoten pluripotentes tes inducidas (iPS en inglés). La inclusión de elementos multimedia, multimedia, realizados real izados por el biólogo de Harvard John Kyrk, se ha realizado con el fin de una más fácil comprensión de los procesos descritos a través del libro. L G C R.















1

Introducciónalabiología

L

a biología es una ciencia natural y fundamentalmente experimental, cuyo objeto de estudio son los seres s eres vivos y el medio ambien ambiente te que los rodea. Por ello utiliza el método experimental, pero existen otras formas de conocer la realidad, como la filosofía, el arte o la teología. Como ciencia experimental, la biología busca obtener un conocimiento







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