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Imagens de tecidos em desenvolvimento da mosca da fruta ou mosca do vinagre (‘Drosophila melanogaster’), nas quais se observam as extensões celulares (filopódios). O gráfico mostra a simulação matemática da informação transportada no processo de comunicação (densidade de Sonic Hedgehog)
As células falam a linguagem da matemática?
É apaixonante observar o poder preditivo da matemática quando esta se baseia em princípios biológicos sólidos
Tanto durante o desenvolvimento embrionário como no indivíduo adulto, as células precisam saber onde estão, quantas são, com o quais outras devem interagir e quanto precisam proliferar para formar tecidos diferentes, com formas e tamanhos específicos. Isto exige que conversem entre si, através da comunicação celular, que nada mais senão a capacidade que todas as células têm de trocar informação físico-química com o meio ambiente e com outras células para poderem agir coordenadamente. Entretanto, ainda existem muitas dúvidas sobre este processo: como é a comunicação entre células adjacentes ou afastadas? Como são emitidos, recebidos e interpretados os sinais moleculares nesta comunicação? Estariam esses sinais orientados e direcionados para células mais predispostas à sua recepção? E a pergunta mais importante: como podemos influir nesse processo de comunicação? A matemática é uma ferramenta essencial para responder a essas questões de interesse biológico.
Em 1952, o matemático inglês Alan Turing estabeleceu as bases dos modelos matemáticos da morfogênese. Durante esse processo, a comunicação celular é fundamental, já que esses sinais controlam os códigos genéticos que fazem a célula modificar seu comportamento, ou mesmo sua mesma essência, para construir ou desenhar um padrão determinado (forma, tamanho, diferenciação histológica etc.). Turing atribuiu a formação de padrões a mecanismos de difusão desses sinais (especificamente ao movimento aleatório dos sinais, que aparece como resultado de interações com as moléculas do fluido extracelular) junto com processos de reação química entre elas (ativação ou repressão do sinal) no entorno das células.
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