Modelación matemática de anclado y pre-fusión vesicular en sinapsis

Abstract

"Several stimulus unleash a reaction on the cell that many times involves the secretion of substances from inside the cell to the outside medium, developing a system of communication between both. This secretion process, known as exocytosis, is one of the most important inside the cell, and it involves a chain of complexes steps at molecular level. This process is helped for a protein complex known as SNARE complex, which has as main function the docking of synaptic vesicles to the plasma membrane and subsequently priming and fusion between both membranes. Even though this area of science has been object of intense studies from the biological and chemical point of view for more of two decades, the process of exocytosis in cells is still not fully understood. Even more, there is almost none study of this phenomena from the physic and mathematical point of view. In this work we propose a dynamical model of the vesicular movement in the docking/priming process that precedes vesicle fusion and neurotransmitter release through classic physic laws and differential equations that takes account of the principal forces and physical factors that has been told in uences this phenomenon. "

"Diferentes estímulo provocan una respuesta en la célula, involucrando muchas veces la secreción de diversas sustancias desde el interior de la célula hacia el medio externo que son captadas posteriormente por otra célula, desarrollando así un sistema de comunicación entre ambas. El proceso de secreción, conocido como exocitosis, es uno de los más importantes dentro de la célula y que involucra una serie de complejos pasos a nivel molecular. Dentro de este proceso se cuenta con la ayuda de un complejo proteico conocido como complejo SNARE, que tiene como principal función anclar y acercar las vesículas que contiene las sustancias a ser secretadas a la membrana plasmática de la célula. Si bien el área de la ciencia encargada de estudiar el fenómeno de la exocitosis ha sido objeto de un extenso estudio desde el punto de vista biológico y químico desde hace más de dos décadas, el proceso de exocitosis en células aún no ha sido descrito en su totalidad. Más aún, se han realizado muy pocos estudios de estos fenómenos desde el punto de vista físico-matemático. En el presente trabajo se propone un modelo de la dinámica de movimiento vesicular en el proceso docking/priming previo a la exocitosis de una vesícula sináptica por medio de leyes clásicas de la física y ecuaciones diferenciales, tomando en cuenta los principales factores físicos que comúnmente se han planteado intervienen en dicho fenómeno."