¿Cómo es que las células están programadas para sobrevivir?

Bueno, prefiero dar vuelta la pregunta al revés: si nada mata a la célula desde dentro o como un factor externo, lo más probable es que viva indefinidamente.

La cuestión es que hay muchas cosas sucediendo en la célula que eventualmente harán que sea mejor matarla de forma gradual o accidental.

La acumulación de radicales, por ejemplo, es un factor que daña muchas estructuras celulares: el ADN, las proteínas, las membranas incluso, y cuanto más tiempo una célula es metabólicamente activa y no tiene mecanismos adicionales para purgar estos radicales, eventualmente llegarán a una nivel suficientemente tóxico para que la célula esté demasiado dañada para sobrevivir y morirá.

Además, las mutaciones acumuladas en el ADN eventualmente llegarán a un número crítico (o afectarán a un gen de limpieza) y también llevarán a un malfuncionamiento mortal de la célula.

En la mayoría de los eucariotas, los cromosomas tienen los llamados telómeros. Son esencialmente extensiones “bufferDNA” al final de los cromosomas que no contienen genes que codifican proteínas. Están ahí para prevenir la pérdida de genes debido a la replicación imperfecta del ADN, que a menudo resulta en cortar gradualmente piezas de los extremos de los cromosomas. Son prácticamente un reloj interno para la célula. Algunas células tumorales, por ejemplo, comienzan a dividirse “interminablemente” utilizando un mecanismo para extender estos telómeros después de cada división, por lo que básicamente se engaña a sí mismo que todavía es joven y puede seguir viviendo, mientras que en realidad algunos de los componentes celulares ya están dañados “. vejez “de la célula.

Y en ciertas ocasiones, la célula puede “decidir” suicidarse mediante la llamada muerte celular programada : cuando se produce una señal desde el interior de la célula (por lo general, por daño severo de los orgánulos clave) o desde el exterior (a menudo desde otras células en el mismo organismo o tipos de drogas) le dice a la célula que es mejor (de forma controlada y muy organizada) sacrificarse ahora, en lugar de permanecer funcional por más tiempo y probablemente cause problemas al sucumbir a la llamada muerte celular necrótica (una de las muchas razones de la inflamación sin la presencia de un agente patógeno, por ejemplo).

Usted tiene muchos mecanismos de control de calidad en la célula y vías para reparar los daños del ADN; para eliminar (o reparar) las proteínas dañadas; para secuestrar radicales y neutralizarlos convirtiéndolos en productos químicos inocuos. Pero si estas vías de control de calidad comienzan a indicar a la célula que hay demasiadas cosas malas al mismo tiempo, la célula eventualmente tomará la decisión de morir, o morirá inevitablemente, dependiendo de las vías que tome.

La naturaleza es interesante. Nunca entenderemos completamente las creaciones de Naturalezas.

Ahora sabemos acerca de Algoritmos Genéticos (que imitan la función de Genes biológicos), tan ampliamente utilizados en el mundo de hoy. Muy parecido a eso, la naturaleza no parece conocer la respuesta final del modelo. Algunos golpes aleatorios tomaron varios años para formar un ARN que podría auto-dividirse. Luego vino el ADN y las proteínas y, finalmente, como conocemos el mundo de hoy. Pero, ¿termina aquí? No, no. Si está familiarizado con la replicación del ADN (cómo se replica un ADN en nuestras células) sabrá que a pesar de varios mecanismos de reparación, existen muchas mutaciones posibles. Las mutaciones máximas se observan en vidas de orden inferior (microbios) que en las de orden superior (humano). Esta mutación de ADN juega un papel muy importante en Survival of the Fittest.

“La supervivencia del más apto es una frase que se originó en la teoría de la evolución como una forma de describir el mecanismo de la selección natural. Hoy se usa más comúnmente en otros contextos, para referirse a una supuesta mayor probabilidad de que las personas “adecuadas” en lugar de “no aptas” sobrevivirán a alguna prueba “.

Cuando el entorno cambia drásticamente, los que tienen las mutaciones son los que pueden resistir la muerte sobrevivirá. Un buen ejemplo es el virus del resfriado común. Cada vez que nuestro cuerpo es atacado por un virus del resfrío común, el mecanismo de defensa del huésped desarrolla anticuerpos para identificar y generar una alarma y así matar al virus del resfriado común la próxima vez que puedan atacar. Pero la próxima vez que la cepa del virus nos ataca, las proteínas de superficie del patógeno (por el cual nuestro sistema de defensa las reconoce) han cambiado tan drásticamente que nuestro sistema de defensa de anticuerpos no puede reconocerlas. Otro ejemplo es CCR5, que se encuentra en la superficie de los glóbulos blancos. Una mutación de esta proteína brinda resistencia al VIH. Supongamos que el VIH puede reclamar todas las vidas en la Tierra, solo las personas con la mutación del gen CCR5 sobrevivirán.

Entonces, como dijiste, el gen más apto (y, por lo tanto, el organismo) avanza (¡los viejos genes no suelen descartarse, sino que se llaman materia oscura del gen!). Es una especie de Algoritmo elaborado que la Naturaleza está tratando de resolver. Se vuelve tanto más misterioso cuanto más sabemos.

Para agregar a la imagen más grande de la evolución, dijo Oliver, uno puede parecer un poco más molecular.

Las células tienen comportamientos, aunque simples, que pueden remedar misteriosamente las conductas multiorgánicas de los mamíferos.

Por ejemplo, las vías de señalización evolucionaron durante el marco temporal en el que estás pensando. Estos complejos circuitos de señalización en las células regulan la división, el movimiento, el comportamiento alimentario, el comportamiento de excreción, la síntesis de moléculas, etc.

Si estás interesado, busca la Superfamilia Ras. Es un conjunto de pequeñas proteínas en la célula que evolucionó en metazoos de forma lineal con el tiempo, de manera bastante significativa después de la divergencia de las plantas al animal. La superfamilia regula la multicelularidad: comunicación y regulación de retroalimentación de tareas diarias como movimiento, proliferación y alimentación / ingestión.

Dado que esta superfamilia aumentó (sus genes) en todas las especies y la superfamilia se amplió linealmente con el tiempo hasta eucariotas modernos, se podría concluir que las vías de señalización de proteínas contribuyeron directamente a esta idea de “beneficio hacia la supervivencia, selección natural” a la que se refiere. es decir, las células que adaptaron / desarrollaron mejores vías de señalización, con mejores mecanismos de retroalimentación (un punto ideal para el entorno en el que vivían), vivieron. Todo lo demás pereció.

La selección natural eligió variaciones que son beneficiosas para la supervivencia de las células. Durante los primeros mil millones de años de evolución, toda la vida fue unicelular. Fue durante este período de tiempo que las células evolucionaron las vías bioquímicas celulares básicas que tienen hoy en día.

La selección natural funciona en las poblaciones . Grupos de individuos La selección natural tiene 2 pasos:

  1. Variación
  2. Selección

Las personas varían Puede caber una increíble cantidad de celdas en un volumen pequeño. En el volumen de la uña de su dedo meñique puede haber más de mil millones de bacterias. Habría más de 100 millones de sus células.

Las personas varían Se seleccionarán aquellos individuos con variaciones que les permitieron mantenerse con vida y dividirse. Durante generaciones, eventualmente todas las células descenderán de esos individuos afortunados con las variaciones que permiten la supervivencia. La selección preserva las variaciones que son beneficiosas

¿Tiene un ciclo de Krebs no tan bueno para que no haya suficiente ATP para el metabolismo celular? Luego muere cuando se agota el ATP. ¿Tiene una enzima defectuosa para sintetizar lisina (un aminoácido esencial en proteínas)? Entonces muere porque las proteínas no están hechas. Ambas variantes no se preservarían y abandonarían la población.

Por lo tanto, no se trata de “creación”, sino más bien de selección después de que las primeras células se formaron por abiogénesis. La selección natural pasó por las posibilidades (variaciones) y seleccionó aquellos individuos con vías bioquímicas que mejoraron su supervivencia.

Hay un giro Las células modernas en organismos multicelulares, mamíferos particulares, tienen un programa para el suicidio. Esto se llama “apoptosis”. Si hay daño en el ADN de la célula, el programa de apoptosis se activa y la célula muere. Durante el desarrollo embrionario, también hay apoptosis. Por ejemplo, los embriones de mamíferos tienen telas entre los dedos de los pies. Pero las células en la web sufren apoptosis y las redes desaparecen.

Hay otra forma de muerte celular programada llamada “autofagia”.

La necrosis es la muerte celular causada por factores externos: falta de nutrientes, infección, trauma, etc. Muerte celular

¡Muy agradable! Excepto por la palabra ‘creado’, dio un excelente resumen de la evolución que hay. Creado tampoco está mal, si lo piensas en términos de mutaciones aleatorias creando diferentes variantes. Dada la variación, la selección natural procede exactamente como usted dijo: algunas versiones mueren, por lo que solo vemos las que sobrevivieron. Algunas características sobre algunas de las variantes pueden hacer que sea más probable que ellos sobrevivan, por lo que es más probable que veamos células que tienen esas características beneficiosas.