La Célula 6ª Ed.

Los autores

Geoffrey M. Cooper es Profesor y Jefe (chair) del Departamento de Biología en la Universidad de Boston. En 1973 se doctoró en Bioquímica en la Universidad de Miami, realizó la tesis doctoral con Howard Temin en la Universidad de Wisconsin, donde desarrolló ensayos de transferencia genética para detectar el ADN proviral del virus del sarcoma de Rous y los retrovirus relacionados. En 1975 ingresó en la facultad del Dana-Farber Cancer Institute y en la Harvard Medical School, ampliando esos estudios hacia la identificación de los oncogenes en tumores humanos. Desde su llegada a la Universidad de Boston en 1998, el Dr. Cooper ha empleado La Célula para sus clases de biología celular, también ha continuado sus investigaciones y participado en la importante expansión de la biociencia. Las investigaciones del Dr. Cooper se centran en el entendimiento de las funciones de las proteínas de los oncogenes en las vías de señalización que regulan la proliferación celular y la muerte celular programada. Ha publicado dos libros sobre cáncer y más de 100 artículos de investigación acerca de señalización celular y cáncer.

Robert E. Hausman es Profesor y Director (graduate director) del Departamento de Biología en la Universidad de Boston. Obtuvo el doctorado en Ciencias Biológicas de la Universidad de Northwestern en 1971, realizando la tesis doctoral junto a Aron Moscona en la Universidad de Chicago, donde investigó las interacciones célula-célula en las primeras fases del desarrollo embrionario y descubrió una de las moléculas de adhesión celular. En el año 1978 amplió sus investigaciones sobre las interacciones de la superficie celular en el desarrollo muscular y la regulación de la expresión genética en el desarrollo del sistema nervioso mediante contacto célula a célula. Ha sido profesor de biología celular y ha impartido cursos de especialización en la Universidad de Boston. Actualmente los profesores Cooper y Hausman imparten juntos biología celular. Su trabajo se centra en el entendimiento de cómo las interacciones celulares y entre células y la matriz extracelular afectan a la diferenciación y a la morfogénesis.

Esta sexta edición de La Célula mantiene nuestro objetivo principal de ayudar a que los estudiantes comprendan los principios y conceptos de la biología celular contemporánea, al mismo tiempo que conocen la pasión e importancia de la investigación en este campo de rápida evolución. Nuestros conocimientos sobre la célula y la biología molecular han progresado de diferentes maneras en los últimos cuatro años, y estas mejoras se han incluido en la actual edición. Algunos de los progresos más llamativos han surgido gracias a continuos avances en las tecnologías de secuenciación de alto rendimiento de ADN, lo que ha supuesto adelantos como la nueva consideración de la funcionalidad de nuestro genoma y de la labor que desempeñan los ARN no codificantes en la regulación génica. Los avances en tecnología han permitido la secuenciación de genomas de muchas y diferentes especies de plantas y animales, al igual que la secuenciación de genomas humanos individuales, dando lugar a una nueva percepción de las bases genéticas de las enfermedades. Por ejemplo, la secuenciación de los genomas celulares del cáncer ha permitido que tengamos un amplio conocimiento de las mutaciones que causan el desarrollo de diversos tipos de cáncer, facilitando el uso selectivo de medicamentos dirigidos concretamente a combatir las células cancerígenas con anomalías genéticas específicas.

La investigación de células madre y de la medicina regenerativa es otro de los campos que ha progresado con mayor velocidad. El sorprendente descubrimiento de que las células somáticas adultas pueden reprogramarse para funcionar como células madre pluripotentes al añadir un pequeño número de factores de transcripción, ha abierto el camino a nuevos enfoques de comprensión del circuito regulatorio que controla la pluripotencia y la diferenciación. Se han desarrollado métodos mejorados para inducir células madre pluripotentes y estudios sobre la diferenciación dirigida nos acercan al uso clínico potencial de estas células en la terapia de trasplante.

Estos y otros avances de la célula y la biología molecular se han incorporado en la sexta edición de La Célula, no solamente para presentar la información más actualizada, sino también la emoción y los retos que nos ofrece la investigación en biología celular. Al mismo tiempo, hemos querido reducir los detalles y centrarnos en los conceptos para asegurarnos de que La Célula continúa siendo un libro accesible y claro para estudiantes en su primer curso de biología celular y molecular. Entre los rasgos distintivos de este libro, se encuentran las secciones de Medicina Molecular y Experimentos Clave, que destacan aplicaciones clínicas y describen trabajos de investigación, respectivamente. Junto con los experimentos considerados en el texto, estos ensayos muestran a los estudiantes los avances que se producen en nuestro campo y una idea de cómo se formulan las hipótesis y cómo se interpretan los resultados. De la misma manera que en la edición anterior, cada capítulo contiene múltiples notas al margen para resaltar áreas de interés o de relevancia médica, además de una lista de preguntas al final de cada capítulo con sus respectivas respuestas en las últimas páginas del libro. En nuestro afán de continuar dirigiendo La Célula hacia el análisis experimental, muchas de estas cuestiones llevan al alumno a pensar en enfoques experimentales o interpretar resultados, además de ofrecer una revisión del material.

Nuestro objetivo más importante ha sido transmitir la ilusión y lo apasionante de la investigación de la célula y la biología molecular contemporánea. Las oportunidades en nuestro campo nunca han sido mayores y esperamos que La Célula estimule a los estudiantes a participar en investigaciones que aparecerán en futuros textos.

Geoffrey M. Cooper y Robert E. Hausman

Organización y características de La Célula, sexta edición

La Célula es un texto accesible y sencillo que puede ser tratado en un único semestre, además de permitir a los alumnos dominar la materia a lo largo de todo el libro. Muchos de ellos deberán hacer cursos de introducción a la biología y química general, pero no de química orgánica, bioquímica o biología molecular. La organización y características del libro ayudarán a los estudiantes a acercarse y entender su contenido.

Organización

La Célula se divide en cuatro partes, cada una de las cuales es independiente, por lo que se puede cambiar fácilmente de tema o enfatizar aquello que se considere oportuno, en función de las necesidades de cada curso.

La primera parte incluye unos capítulos previos sobre la evolución de las células, métodos para estudiarlas, la química de las mismas, y los fundamentos de la biología molecular moderna. Para aquellos alumnos que tengan una base muy sólida por haber estudiado un curso de introducción a la biología u otro curso previo en biología molecular, estos capítulos pueden utilizarse para repasar.

La segunda parte se centra en la biología molecular de las células, tratando capítulos sobre la organización y secuencias del genoma, replicación, reparación y recombinación del ADN, transcripción y tratamiento del ARN, y la síntesis, tratamiento y regulación de proteínas. El orden sigue el curso de la información genética (ADN - ARN - proteína), y ofrece una visión general de estos temas concisa, pero actualizada.

La tercera parte contiene el bloque central de capítulos sobre estructura y función celular, incluyendo otros sobre el núcleo, los orgánulos citoplasmáticos, el citoesqueleto, la membrana plasmática y la matriz extracelular. Esta parte del libro comienza dando cobertura al núcleo, que introduce la biología molecular tratada en la segunda parte en el contexto de la célula eucariótica, para después continuar hacia el exterior a través de los orgánulos citoplasmáticos y el citoesqueleto, hasta la membrana de plasma y el exterior de la célula. Sin embargo, estos capítulos son relativamente independientes, siendo posible variar el orden según las necesidades de cada curso.

Por último, la cuarta parte se centra en la emocionante y acelerada zona de la regulación celular, tratando temas como la señalización celular, el ciclo celular, la muerte celular programada y las células madre. Esta parte termina con un capítulo sobre el cáncer, que sintetiza las consecuencias de los mecanismos reguladores de las células básicas.

Características

Varias características pedagógicas se han incorporado a La Célula para ayudar a los estudiantes a dominar su contenido. Éstas se explican a continuación a modo de guía para el alumno.

Organización de capítulos. Cada capítulo se divide en de tres a cinco secciones principales, que son, a su vez, subdivididas en un número parecido de subsecciones. El resumen que enumera las secciones principales al principio de cada capítulo ofrece una breve visión de sus contenidos.

Términos clave y glosario. Los términos clave aparecen en negrita y color rojo cada vez que se introducen en cada capítulo. Éstos se repiten en el resumen del mismo y su definición aparece en el glosario al final del libro.

Ilustraciones y microfotografías. Un programa de ilustraciones con dibujos a todo color y microfotografías se ha desarrollado cuidadosamente como complemento y refuerzo visual del texto.

Ensayos experimentales clave y en medicina molecular. Cada capítulo cuenta con dos ensayos experimentales clave o un experimento clave y un ensayo en medicina molecular. Estas características se han diseñado para dotar al alumno tanto de conocimientos sobre la base experimental de la célula, como de biología molecular y sus aplicaciones a la medicina moderna. Consideramos estos ensayos como una base útil para las secciones de discusión del alumno, que se pueden acompañar con el estudio del artículo original en los que se basan los experimentos clave.

Notas. En cada capítulo pueden encontrarse varias notas que resaltan brevemente los puntos de interés relacionados con el material tratado en el texto. Son un complemento al texto, y fomentan la discusión en clase.

Resumen de los capítulos. Se organizan en forma de esquema, donde aparecen las principales secciones y subsecciones de cada capítulo. Este formato “sección por sección” se complementa con la lista de términos clave introducidos en cada una de ellas, convirtiéndose en un repaso conciso, pero exhaustivo.

Preguntas y respuestas. Se ha diseñado un amplio conjunto de preguntas al término de cada capítulo (con sus respuestas al final del libro) para facilitar la revisión del material presentado en el capítulo, y alentar a los alumnos a usarlo para predecir o interpretar los resultados experimentales.

Referencias bibliográficas. La amplia lista de referencias bibliográficas que aparece al final de los capítulos permite acceder tanto a estudios como a artículos seleccionados de entre las fuentes primarias. Los estudios y artículos primarios se distinguen por [R] y [P] respectivamente.

Enlaces a páginas web. Los nuevos iconos situados en los márgenes llevan al alumno a conocer las animaciones, videos, juegos, problemas y otros materiales para el estudio que se encuentran en la red.

Sobre la cubierta

Una célula T citotóxica (esquina superior izquierda, en rojo) inicia la apoptosis. Las proteínas en la superficie de la célula T se reconocen gracias a los receptores de muerte celular (A) en la superficie de la célula que activan las caspasas (B). Las caspasas son proteasas envueltas en cascadas que amplían esta señal, e incluso provocan la rotura de las proteínas que desensambla la célula. Como parte del proceso, la proteína Bax (C) forma un poro en la superficie de la mitocondria, lanzando citocromo c (D) en el citoplasma. Se trata de una señal para ensamblar el apoptosoma (E), que activa entonces el iniciador de caspasas (F) para más tarde volver a activar más caspasas (G), lanzando de forma ordenada un desamblaje de proteínas a través de la célula. Por ejemplo, las caspasas activan la gelsolina (H), que desensambla los filamentos activos (I). Otros procesos que aparecen en el dibujo son: liberación de Smac de la mitocondria, que se asocia a la proteína XIAP (K), un inhibidor de caspasas; y lanzamiento de EndoG (L), una encima que rompe el DNA y RNA.

La cubierta

La imagen de la cubierta es una ilustración a acuarela que muestra las fases más importantes de la apoptosis (desarrollado en el Capítulo 17).

El artista

David S. Goodsell es Profesor Asociado de Biología Molecular en el Scripps Research Institute. Sus libros ilustrados, The Machinery of Life y Our Molecular Nature, exploran las moléculas biológicas y los distintos papeles que desempeñan en las células vivas. Su nuevo trabajo: Bionanotechnology: Lessons from Nature, presenta la creciente conexión entre biología y nanotecnología. Se puede encontrar más información en: http://mgl.scripps.edu/people/goodsell