Latest Posts:

Mostrando las entradas con la etiqueta mitocondrias. Mostrar todas las entradas
Mostrando las entradas con la etiqueta mitocondrias. Mostrar todas las entradas

15 de agosto de 2013

El cromosoma 'Adán' y la 'Eva' mitocondrial son de la misma época

Recreación en 3D del cromosoma 'X'. | Alfred Pasieka

Recreación en 3D del cromosoma 'X'.

Los sexos modernos aparecieron más o menos solapados, según dos estudios que publica la revista 'Science'. Sus resultados proveen además un análisis más profundo sobre cómo las poblaciones humanas se dispersaron y evolucionaron alrededor del mundo.

El cromosoma 'Y' es específico de los varones, y su ADN puede rastrearse fácilmente a través de linajes masculinos. Por su parte, el ADN mitocondrial se hereda solo de la madre y se puede utilizar para trazar los linajes femeninos. En el primero de los dos trabajos se secuenciaron los genomas de 69 varones de nueve poblaciones distintas alrededor del mundo, documentando miles de mutaciones que han influenciado el cromosoma 'Y' a lo largo del tiempo.

"Hemos creado un mapa muy detallado de la secuenciación del cromosoma Y humano empleando la tecnología actual. Este mapa nos permite catalogar rápidamente la variación genética humana de los hombres de la muestra en todo el mundo", explica Carlos Bustamante, de la Universidad de Stanford (EEUU) y coautor de una de las investigaciones.

Sus hallazgos muestran que el ancestro común más reciente con un cromosoma Y –también conocido como 'MRCA' masculino– apareció en el planeta hace entre 120.000 y 156.000 años. Las estimaciones anteriores para este 'MRCA' variaban entre 50.000 y 115.000 años atrás. Al aplicar las mismas técnicas analíticas al ADN mitocondrial, los investigadores también calcularon que las mitocondrias y el linaje materno moderno se originaron en algún momento entre hace 99.000 y 148.000 años.

Bustamante explica además que se puede usar este mapa de la secuenciación del cromosoma 'Y' humano para generar un "reloj" muy bien calibrado de los principales acontecimientos hasta la fecha de la historia demográfica humana. "Por ejemplo, hemos sido capaces de diferenciar tres linajes antiguos que se dividen hace cerca de 40.000 años, con una alta precisión".

El otro estudio, liderado por Paolo Francalacci de la Universidad de Sassari (Italia) describe el análisis genético de 1.204 hombres de la isla de Cerdeña. Estos investigadores identificaron miles de mutaciones del cromosoma 'Y' a través de esta población –6.751 nunca antes documentados– y sugieren que los linajes paternos humanos se fusionaron hace entre 180.000 y 200.000 años.

"Creemos que sigue existiendo una gran cantidad de variación genética dentro de África que aún tenemos que caracterizar", añade Bustamante.

Tomados en su conjunto, los hallazgos sugieren que el cromosoma 'Y' o 'Adán' no apareció en el planeta significativamente más tarde que la 'Eva' mitocondrial, como aseguraban estudios previos.
Tomado de:

5 de octubre de 2012

Fuerza protón-motriz: el poderoso aliento de la vida

En 1961 el destacado bioquímico británico Peter Mitchell publicó en Nature un artículo en el que dilucidaba uno de los últimos grandes misterios por resolver en el estudio de la respiración celular: el mecanismo gracias al cual la energía extraída a partir de los electrones arrancados a los combustibles orgánicos a lo largo de las cadenas respiratorias se gestiona en el interior de la mitocondria antes de ser almacenada en forma de ATP, cerrando un amplio capítulo de la investigación bioquímica iniciado siglos atrás.

Desde que Lavoisier estableciera la equivalencia de respiración y combustión hacia finales del siglo XVIII, el estudio de este asunto central de la fisiología había recorrido un largo camino plagado de escollos, afanosamente traspuestos gracias al empeño de destacadas figuras de la ciencia. Entre los hitos que lo jalonan, cabe señalar la identificación por Eduard Pflüger en 1870 de cada célula individual como el entorno en el que la respiración tiene lugar, aunque no fue hasta 1912 cuando B.F. Kingsbury precisó la mitocondria como el orgánulo concreto en el que se produce, afirmación que no obstante no fue ampliamente aceptada hasta que Eugene Kennedy y Albert Lehninger, en 1949, demostraron que efectivamente es en la mitocondria donde se encuentran las enzimas respiratorias. Para entonces ya era sabido que la respiración es el proceso, consistente básicamente en la oxidación de glucosa, del que procede la energía necesaria para sostener todas las funciones vitales, y la investigación se orientó a descifrar los mecanismos por los que esta energía es extraída y aprovechada en la realización de trabajo metabólico. Sobre el conocimiento de la hemoglobina y su capacidad para fijar oxígeno, se empezó a buscar un pigmento similar localizado en las células, en las que Charles MacMunn acabó por encontrar rastros de algo que llamó pigmento respiratorio que en realidad, como luego averiguó David Keilin, se trataba de una agregación de tres pigmentos diferentes que denominó citocromos, distinguiéndolos entre sí con las letras a, b y c, ninguno de los cuales fijaba directamente oxígeno como se esperaba. El propio Keilin ideó un primer modelo de cadena respiratoria en el que los átomos de hidrógeno, tras ser arrancados de la glucosa, eran escindidos, y cuyos electrones se hacían circular luego paso a paso por los eslabones de la susodicha cadena (los tres citocromos), extrayendo en cada uno una pequeña y manejable cantidad de energía, hasta que eran cedidos al oxígeno en el último paso para formar agua con la concurrencia del correspondiente protón.

El modelo de Keilin resultó clarividente, pero había que esclarecer un punto fundamental: ¿cómo se almacena esa energía para su posterior empleo en trabajo por todo el organismo?. La respuesta se había estado madurando en estudios paralelos sobre la fermentación, y fue brindada finalmente en 1929 por Karl Lohman con el descubrimiento del ATP, cuyo carácter de moneda energética universal fue paulatinamente estableciéndose en estudios posteriores, como por ejemplo los de Vladimir Engelhardt (quien demostró que la formación de ATP era el objetivo no sólo de los procesos de fermentación sino también de los de respiración), de Severo Ochoa (que cuantificó en hasta 38 las moléculas de ATP que pueden ser generadas a partir de una sola molécula de glucosa mediante la respiración), o los que concluyeron que también la energía cosechada de la luz por los organismos fotosintéticos se invertía en ATP.

El siguiente paso importante fue la caracterización de la ATPasa por parte de Efraim Racker. La ATPasa es un enorme complejo enzimático que canaliza la energía hacia la formación de ATP, y se encuentra embebido en la membrana interna de las mitocondrias junto a las cadenas respiratorias con las que, empero, no mantiene conexión física. Esto sugirió la existencia de algún intermediario desconocido que transfería la energía entre éstas y aquella, y cuya búsqueda se acometió de inmediato aunque resultó rotunda e insistentemente infructuosa. Es necesario advertir que además se habían puesto de manifiesto un par de aspectos curiosos del proceso respiratorio: Por un lado no se apreciaba una relación estequiométrica entre el número de electrones que circulaban por las cadenas y el de moléculas de ATP sintetizadas. Estas varían entre 28 y 38 por molécula de glucosa, empleándose para cada una entre 2 y 3 electrones. La ausencia de números redondos resultaba una característica realmente extraña en una disciplina, la química, en la que todo se expresa en números enteros. Por otro lado se había constatado la necesidad de una membrana, íntegra tanto física como funcionalmente, para que la circulación electrónica y la producción de ATP quedasen acopladas. En una membrana dañada el tránsito electrónico no cesa, pero queda desacoplado de la síntesis de ATP y éste no se produce, disipándose la energía extraída en forma de calor.

En este contexto irrumpió Mitchell, dedicado a la sazón al estudio del transporte activo de sustancias a través de membranas bacterianas. Había llegado a comprender que este transporte generaba un gradiente de concentración entre ambos lados de esas membranas, y la existencia de un gradiente supone el establecimiento de un potencial que eventualmente puede ser usado como fuerza motriz. A partir de estas ideas básicas Mitchell aventuró su teoría del acoplamiento quimiosmótico, una idea revolucionaria que conmocionó la bioquímica. Según su modelo, los átomos de hidrógeno extraídos de la glucosa en la matriz mitocondrial se descomponen en sus elementos, protones y electrones, entrando estos últimos en la cadena de transporte respiratorio. La energía que rinden en su “caída” hacia el aceptor final, el oxígeno, está acoplada a bombas que transportan los protones hacia el espacio intermembrana y que se localizan, como se averiguó posteriormente, en tres de los cuatro complejos que componen la cadena. Al ser la membrana impermeable a ellos, se crea un gradiente a su través que es de doble naturaleza: eléctrica (dada la carga positiva del protón) y química (gradiente de pH), constituyente de la llamada fuerza protón-motriz cuyo encauzamiento a través de la maquinaria ATPasa impulsa la síntesis de ATP.

Con este modelo quedaron explicadas la necesidad de una membrana íntegra, la relación no estequiométrica ni fija entre moléculas de glucosa procesada y de ATP obtenido y el fracaso en la identificación del fantasmal intermediario de enlace entre las cadenas respiratorias y el complejo ATPasa; el hecho es que sencillamente no existe tal; el espacio intermembrana es una represa en la que se almacenan protones contra gradiente de concentración aprovechando la energía que mueve los electrones hacia el oxígeno, y las ATPasas son las compuertas por las que se libera controladamente su fuerza contenida acoplándola a la producción de ATP, utilizado luego en cualquier lugar donde se precisa realizar trabajo. La aceptación general de esta brillante teoría no fue ni mucho menos inmediata. Muy al contrario, se recibió con sobrada incredulidad cuando no con abierta hostilidad en la comunidad científica, que tardó aún muchos años en asumirla como un descubrimiento; uno de los más importantes de la ciencia del pasado siglo para no pocos científicos hoy en día, y que acabó por granjearle a su genial autor el premio Nobel de 1978, además del reconocimiento final de sus colegas. Numerosos detalles del sistema quedaban por desvelar, así diversos aspectos del mecanismo de transporte electrónico de las bombas de protones o de la maquinaria ATPasa, muchos de los cuales se conocen ya al detalle. Esta última, por ejemplo, ha sido desentrañada pieza por pieza (se trata en definitiva de un portentoso nano-dispositivo mecánico-químico), y se ha medido con precisión la diferencia de potencial eléctrico a ambos lados de la membrana, que arroja un valor de 150 milivoltios a lo largo de un espacio de unos 5 nanómetros, que es el grosor de la membrana. Haciendo una simple conversión de escala, este potencial sería equivalente a 30 millones de voltios por metro; literalmente, disponemos de la energía del rayo en cada una de nuestras células.

Pero incluso ahora, la quimiosmosis plantea cuestiones de gran calado y trascendencia más allá de los límites de la bioquímica. A lo largo de los últimos años se ha puesto de manifiesto su carácter universal; toda vida conocida utiliza la quimiosmosis de una forma o de otra, hecho que ha llevado a algunos científicos a preguntarse por qué un mecanismo que, desde un punto de vista digamos convencional puede considerarse rocambolesco y contraintuitivo, parece ser inherente a la vida misma. Las posibles respuestas, serán materia de nuestra próxima entrega.

Tomado de:

E-Ciencia

12 de mayo de 2012

La madre de todos los seres humanos vivió hace 200 000 años

Especial: Día de la Madre


El examen estadístico más completo de los datos genéticos de nuestra especie sitúa a la Eva mitocondrial – el ancestro materno común a todos los humanos actuales – hace 200.000 años.
Los resultados de la investigación, realizada en la Universidad de Rice y dirigida por Marek Kimmel, profesor de estadística, se ha publicado en la revista Theoretical Population Biology."Nuestros hallazgos subrayan la importancia de tener en cuenta la naturaleza aleatoria de ciertos procesos como el crecimiento de la población o la extinción”, explica Kimmel, que añade que hasta ahora los modelos usados para “encontrar” a la Eva mitocondrial obviaban este aspecto.
 
Rastrear los genomas mitocondriales es el modo que tienen los genetistas de simplificar la búsqueda de ancestros comunes, ya que mientras el genoma humano completo contiene más de 20.000 genes, la mitocondria (organela celular que funciona como central energética en la célula) sólo alberga 37 genes, y contiene una región que funciona como un “reloj molecular”.

Además, puesto que cada persona hereda el genoma mitocondrial de su madre, todos los linajes convergen en uno sólo, que sería el de nuestro ancestro común femenino, la llamada “Eva mitocondrial”.Además de ayudarnos situar nuestros orígenes, Kimmel recuerda que el estudio ayuda a conocer los patrones de la variabilidad genética de la población actual, lo cual tendrá interesantes aplicaciones médicas.

Fuente:

19 de agosto de 2010

La madre de todos los seres humanos vivió hace 200 000 años

El examen estadístico más completo de los datos genéticos de nuestra especie sitúa a la Eva mitocondrial – el ancestro materno común a todos los humanos actuales – hace 200.000 años.

Los resultados de la investigación, realizada en la Universidad de Rice y dirigida por Marek Kimmel, profesor de estadística, se ha publicado en la revista Theoretical Population Biology."Nuestros hallazgos subrayan la importancia de tener en cuenta la naturaleza aleatoria de ciertos procesos como el crecimiento de la población o la extinción”, explica Kimmel, que añade que hasta ahora los modelos usados para “encontrar” a la Eva mitocondrial obviaban este aspecto.
Rastrear los genomas mitocondriales es el modo que tienen los genetistas de simplificar la búsqueda de ancestros comunes, ya que mientras el genoma humano completo contiene más de 20.000 genes, la mitocondria (organela celular que funciona como central energética en la célula) sólo alberga 37 genes, y contiene una región que funciona como un “reloj molecular”.


Además, puesto que cada persona hereda el genoma mitocondrial de su madre, todos los linajes convergen en uno sólo, que sería el de nuestro ancestro común femenino, la llamada “Eva mitocondrial”.Además de ayudarnos situar nuestros orígenes, Kimmel recuerda que el estudio ayuda a conocer los patrones de la variabilidad genética de la población actual, lo cual tendrá interesantes aplicaciones médicas.


Fuente:


26 de marzo de 2010

Una especie humana desconocida vivió hace 40.000 años en Siberia


Viernes, 26 de marzo de 2010

Una especie humana desconocida vivió hace 40.000 años en Siberia


Una especie humana desconocida vivió hace 40.000 años en Siberia

Arqueólogos en el interior de la cueva Denisova, donde fueron hallados los restos del nuevo homínido / Johannes Krause

El hallazgo en el sur de Siberia de los restos de una clase de homínido desconocido de hace 40.000 años está destinado a revolucionar algunos de los conceptos clave de la paleontología moderna. De hecho, se trata de
una especie contemporánea a la nuestra y de la que no había noticias hasta ahora. Una especie humana, otra, inteligente y que vivió al mismo tiempo que nuestros antepasados y que los neandertales, el otro grupo humano que en aquél momento habitaba en Asia y Europa. El excepcional descubrimiento se publica hoy en Nature.

Un espectacular y poco frecuente descubrimiento acaba de alterar para siempre lo que sabemos (o creíamos saber) sobre cómo el hombre moderno consiguió poblar el mundo a partir de su continente natal, África. Durante largas décadas, los paleontólogos han ido dibujando un cuadro en el que, durante los últimos 40.000 años, aparecían dos únicos protagonistas: los neandertales, que en aquél tiempo ocupaban la mayor parte de Europa y extensas zonas de Asia (hasta que se extinguieron hace unos 15.000 años); y los humanos modernos, nuestros antepasados directos, que tras abandonar África unos veinte mil años antes de esa fecha, se multiplicaban y extendían por toda Eurasia.

En 2003, el panorama cambió tras la aparición de una tercera especie humana, un pequeño homínido aparecido en Indonesia y bautizado como Hombre de Flores. Y ahora, en un estudio que hoy mismo publica la revista Nature, Johannes Krause, del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva, de Leipzig, en Alemania, añade a la «familia» humana
una cuarta especie, un nuevo miembro que obligará a replantearse lo que creíamos saber hasta ahora.

Pero el descubrimiento de Krause y sus colegas pasará a la historia, también, por otra razón: se trata de
la primera vez que se describe una nueva especie de homínido a partir de su ADN y no de la morfología de alguno de sus huesos fosilizados. Un ADN que procede de un fragmento del hueso de un dedo descubierto en la Cueva de Denisova, en los montes Altai, al sur de Siberia. La cueva fue ocupada de forma intermitente por grupos de humanos desde hace por lo menos 125.000 años pero, a pesar de que han aparecido numerosas herramientas de piedra de diferentes periodos, en ella se han encontrado muy pocos restos humanos, totalmente insuficientes como para realizar los estudios morfológicos habituales.

Análisis de las mitocondrias

Es precisamente sobre estos escasos y fragmentarios restos fósiles que Krause ha llevado a cabo sus análisis genéticos. Análisis que han llevado al sorprendente e inesperado descubrimiento de una especie humana totalmente desconocida. El fragmento de dedo procede de una capa de sedimento cuya datación arroja
una antiguedad de entre 48.000 y 30.000 años. Y analizar el ADN de una muestra tan antigua es ya, de por sí, todo un reto para la Ciencia, que ha podido ser abordado gracias a las nuevas técnicas que el Instituto Max Planck está utilizando para otro gran proyecto (dirigido por Svante Pääbo, que también ha participado en esta investigación), el de secuenciación del genoma de un hombre de Neandertal.

Para realizar su trabajo, los investigadores se centraron en un tipo muy particular de ADN, el contenido en unos orgánulos del interior de la célula llamados
mitocondrias. Para enfrentarse a unas muestras tan escasas y antiguas, el ADN mitocondrial resulta mucho más adecuado, ya que cada célula contiene cerca de 8.000 copias (una en cada mitocondria) frente a las dos únicas copias que posee de ADN nuclear. Utilizando los mismos métodos de secuenciación ya usados con neandertales y mamuts, Krause consiguió ensamblar, a partir de varios fragmentos, una secuencia completa de ADN mitocondrial del dedo de Denisova.

Pero Krause no fue consciente de su hallazgo hasta que comparó esa secuencia con otras análogas de humanos modernos y de neandertales y se dio cuenta de que era única. ¿A quién podía pertenecer ese ADN de hace 40.000 años si no era de un neandertal ni de un Homo sapiens? Una posibilidad era que se tratara de un descendiente directo de Homo erectus, la especie que abandonó Africa hace ya casi dos millones de años y que sobrevivió en Indonesia hasta hace cerca de cien mil... pero nada hacía suponer que esa excepción pudiera aplicarse a Siberia, geográficamente tan alejada de Indonesia.

Una especie humana desconocida vivió hace 40.000 años en Siberia

El exterior de la cueva Denisova / Bence Viola

Los científicos se dedicaron entonces a la tarea de establecer comparaciones genéticas entre su nueva y flamante secuencia de ADN y las de las dos especies humanas que le fueron contemporáneas, la nuestra y los neandertales. El objetivo era buscar relaciones entre las tres especies humanas y construir un árbol evolutivo que las incluyera a todas. El resultado fue que todas ellas tienen (tenemos) un antepasado común que vivió hace cerca de un millón de años.

Pero si los humanos modernos evolucionaron en Africa, entonces este antepasado común de un millón de años de antiguedad también debía proceder del continente negro. Sin embargo, resulta imposible que el antecesor del hombre de Denisova fuera un Homo erectus, especie que comenzó a poblar Europa más de 900.000 años antes... Y la secuencia genética de Denisova tampoco se parecía a la de los antepasados directos de los neandertales, cuyo linaje se separó del que dio lugar a Homo sapiens hace 450.000 años, mucho después que la rama que desembocó en el hombre de Denisova.

Por lo tanto, y descartadas esas posibilidades, la única conclusión lógica era que la secuencia genética de Denisova perteneció a una clase desconocida de homínido que abandonó Africa en un proceso de migración (también desconocido) hace alrededor de un millón de años, y que ese homínido logró sobrevivir (por lo menos) en algunas zonas de Eurasia hasta hace 40.000 años.

ADN nuclear

Ahora, el siguiente reto para los investigadores es el de conseguir ADN nuclear de las muestras de Denisova. Algo, como hemos visto, mucho más complicado de obtener que el ADN mitocondrial, pero que aclararía mucho las relaciones de esta nueva especie con nuestros antepasados y con los neandertales. Por no hablar, claro, de que el método utilizado por Krause y sus colegas podrá ahora ser aplicado a un gran número de muestras fósiles procedentes de yacimientos de todo el mundo.

Con lo que el número de nuevas especies humanas desconocidas por nuestros científicos podría incrementarse de una forma espectacular, aclarando de una vez por todas el complejo y aún misterioso proceso que llevó a que una única especie, la nuestra, sobreviviera a todas las demás variedades humanas y colonizara por completo nuestro planeta.

Fuente:

ABC.es

Al respecto leo en el blog del Paleo Freak que no deberiamos de ser tan optimistas, pues la mujer X de Soberia no tendría que ser necesariamente una nueva especie.

También te puede interesar:



22 de marzo de 2010

Lo que queda de Eva (entrevista a Mark Stoneking)

Lunes, 22 de marzo de 2010

Lo que queda de Eva (entrevista a Mark Stoneking)

Aunque hacemos ímprobos esfuerzos por legar nuestros genes al acervo de la humanidad futura -la mayoría de ellos sin percatarnos- lo que va quedando de nosotros conforme se suceden las generaciones es cada vez menor. Hubo en África, hará unos 200.000 años, una mujer, seguramente de tez oscura, que, sin necesariamente ser especial en ningún sentido entre los suyos, tuvo una descendencia de la que todo ser humano vivo hoy sobre la tierra es el último eslabón. De aquella mujer ha quedado al menos un pequeño fragmento de ADN dentro de las mitocondrias que proporcionan energía a nuestras células. Es conocida como la Eva Negra o Eva Mitocondrial, y se considera una especie de madre de la humanidad moderna.

Su existencia solo podemos deducirla a partir de la secuencia de nucleótidos en el ADN mitocondrial. Así la descubrieron –y no excavando- Allan Wilson, Rebecca Cann y Mark Stoneking. En 1987 publicaron un artículo a partir del cual la hipótesis Out of Africa –según la cual los humanos tuvimos nuestra cuna en África y solo tiempo después colonizamos el mundo- ganó fuerza y se convirtió en la más comúnmente aceptada por los científicos que estudian nuestros orígenes.

Más adelante otros científicos, entre ellos Luca Cavalli-Sforza, quisieron conocer la “paternidad” y estudiaron el cromosoma sexual Y, que solo poseen y legan los machos. Desafortunadamente para los apasionados de los mitos bíblicos, nuestro Adán no vivió en la misma época que nuestra Eva. Pero esa es otra historia.

Uno de los protagonistas de la historia de Eva, Mark Stoneking, sigue trabajando en genética de poblaciones humanas, focalizando ahora su trabajo -en el Max Planck Institute- en intentar entender el papel desempeñado por la selección natural en la diferenciación racial humana.

El Profesor Stoneking ha tenido la amabilidad de respondernos unas preguntas, puestas en un correcto inglés por José Miguel. Marzo tradujo las respuestas al castellano.






1. Junto con Rebecca L. Cann y Allan C. Wilson, ha seguido usted la línea materna del ADN mitocondrial hasta la llamada "Eva mitocondrial" o "Eva negra". ¿Qué sabemos de esta mujer a partir del ADN de las mujeres hoy vivas?

En realidad, el ADN mitocondrial (o ADNmt) es relevante tanto para varones como para mujeres, ya que tanto varones como mujeres lo tienen. Pero sí que nos habla sólo de la historia materna de nuestra especie, porque sólo las mujeres transmiten su ADNmt a sus hijos. Y lo que hemos sabido es que todos los linajes de ADNmt de los humanos de hoy se remontan a una sola antepasada común que vivió en África hace unos 200.000 años. Trabajos adicionales han llevado a la opinión de que los humanos modernos probablemente surgieron como especie en África aproximadamente en esa época, y de que los humanos modernos empezaron a emigrar de África hace unos 50.000 a 70.000 años.

2. También ha trabajado usted junto con otros investigadores en el Proyecto Genoma Neandertal. ¿Qué nos dice el ADN mitocondrial de los neandertales?

He trabajado en ADNmt neandertal, pero aunque el Proyecto Genoma Neandertal se lleva en el departamento en el que trabajo yo no intervengo en él. El ADNmt de todos los neandertales examinados hasta la fecha está fuera del rango de variación del ADNmt humano moderno, lo que sugiere con fuerza que los neandertales no aportaron su ADNmt a los humanos modernos. Si los neandertales (o cualesquiera otros humanos arcaicos) aportaron genes a los humanos modernos aún es una cuestión abierta. Aunque hay una fuerte señal de un origen africano reciente por todo nuestro genoma (no sólo en el ADNmt), esto no descarta alguna pequeña contribución de los neandertales; el Proyecto Genoma Neandertal debería resolver esta cuestión.

3. Otro equipo de investigación (Steve Weiner, Michal Salamon, Noreen Tuross y Baruch Arensburg) ha descubierto una nueva fuente de ADN preservado en agregados cristalinos en huesos fósiles. En alguna ocasión se acarició la idea de extraer ADN de dinosaurio de mosquitos atrapados en ámbar (lo que llevó a la novela fantástica de Michael Crichton y a la película de Steven Spielberg). ¿Qué probabilidades hay, en realidad, de extraer información genética de fósiles y otros restos paleontológicos? ¿Cuánto podemos remontarnos en el tiempo sin que desaparezca todo rastro de vida?

El campo del ADN antiguo ha pasado del "júbilo de la victoria", con éxitos iniciales desde fines de los años 80 que llevaron a un amplio optimismo que consideraba que el ADN antiguo sería útil para resolver toda clase de cuestiones, a la "agonía de la derrota", con muchas afirmaciones de hallazgos de ADN en huesos de dinosaurio, insectos en ámbar, hojas de magnolia en esquisto, etcétera, caídas víctimas de la contaminación. Aún no hay evidencia creíble de que el ADN sobreviva mucho más de 100.000 años en ninguna muestra. Recientemente, sin embargo, diría que ha habido un resurgimiento del interés en el ADN antiguo, especialmente con el desarrollo de la última generación de plataformas de secuenciado, que son particularmente adecuadas para secuenciar ADN antiguo. Así que yo vería ahora al campo "cautelosamente optimista": con una creciente comprensión de los problemas de las pequeñas cantidades de ADN, la contaminación y el daño del ADN, y modos de sortear estos obstáculos, el estudio del ADN antiguo está preparado para cumplir al menos algunas de las promesas de fines de los 80.

4. ¿Qué camino piensa que siguió nuestra especie, y las especies de nuestro género, en su evolución desde su cuna africana? ¿Cuáles son, en su opinión, los hitos de la evolución humana?

Hay aún muchas lagunas en nuestros conocimientos, pero según la evidencia disponible parece verosímil que nuestra especie evolucionara en algún lugar del África oriental en algún momento hace unos 200.000 años. Antes de eso la cosa se complica mucho y muy rápidamente, con muchas especies y antepasados potenciales para los humanos modernos; parece como si cada nuevo descubrimiento de un fósil cambiara por completo nuestra opinión sobre cómo evolucionaron los humanos (¡o, al menos, eso es lo que típicamente afirman quienes descubren y describen los fósiles!). Lo que podemos decir con algún grado de certidumbre es que nuestro linaje se separó del de nuestros vecinos vivos más próximos, los chimpancés, hace unos cinco a siete millones de años. En cuanto a los hitos importantes de la evolución humana, bueno, esa es la misión principal de nuestro instituto (¿qué hace humanos a los humanos?), así que la investigación aún continúa. Pero podemos señalar algunos rasgos obvios que distinguen a humanos de chimpancés, como el bipedismo, los cerebros más grandes, los dientes más pequeños, el lenguaje y la cognición, la dependencia de la cultura, etcétera.

5. ¿Qué variabilidad genética puede hallarse en las poblaciones humanas? ¿Cómo se distribuyen los genes en un mapa?

Si se toma toda la variación genética de la población humana en todo el mundo y se pregunta cuánta de esa variación se debe a diferencias entre individuos de la misma población y cuánta se debe a diferencias entre individuos de diferentes poblaciones, la respuesta es que aproximadamente el 85% de la variación genética es compartida entre poblaciones y sólo el 15% es diferente entre poblaciones. En otras palabras, una población humana cualquiera tiene aproximadamente el 85% de la variación genética de la especie humana entera, así que genéticamente los humanos están muy próximamente emparentados entre sí. Aun así, hay algunas variantes genéticas importantes en el 15% que distingue poblaciones, importantes en el sentido de que estas particulares variantes genéticas pueden haber aumentado su frecuencia porque fueron selectivamente ventajosas en poblaciones particulares. Entender el papel de la selección natural en las diferencias entre poblaciones es una cuestión interesante (y difícil) que nosotros y muchos otros grupos estamos ahora investigando.

6. Ha mirado usted en el pasado con notable éxito. ¿Cómo ve el futuro de nuestra especie? ¿Va a empezar una época de selección artificial, con los nuevos conocimientos genéticos? ¿Va a dirigir el hombre su propia evolución?

Siempre que me piden que prediga el futuro me acuerdo de la vieja cita de Mark Twain, quien comentando las extrapolaciones sobre el futuro curso del río Misisipi basadas en su historia reciente acabó concluyendo: "Hay algo fascinante en la ciencia. Se obtienen enormes rendimientos en conjeturas de insignificantes inversiones en hechos". Sin embargo, hay quien argumentaría que la evolución biológica se ha detenido en los humanos a causa de la cultura. Pero yo pienso que la propia cultura ha influido en nuestra evolución biológica, y es probable que lo siga haciendo en el futuro. Las herramientas necesarias para que manipulemos nuestra propia línea germinal y por tanto dirijamos nuestra evolución no existen aún, y de momento hay difíciles problemas por resolver. Pero si la historia reciente sirve de alguna orientación nos dice que la tecnología se desarrollará con mucha más rapidez que la predicha, así que la gente necesita ser consciente de lo que está pasando y de cómo podría usarse esta tecnología. En verdad, hay ya indicios de que los humanos están influyendo en su evolución en términos de seleccionar el sexo de sus hijos (como atestiguan situaciones recientes en China e India, por ejemplo), lo que está teniendo consecuencias sociales (esto es, con más varones que mujeres en algunas sociedades, los varones tienen más difícil encontrar pareja).

7. ¿En qué trabaja ahora? ¿Qué misterio querría resolver?

Como he mencionado arriba, un asunto en el que estamos trabajando tiene que ver con el papel de la selección natural en la poblaciones humanas. Dado que los humanos modernos evolucionaron en África y luego empezaron a extenderse por el mundo hace unos 50.000 a 70.000 años, ¿hasta qué punto tuvieron que adaptarse a nuevas condiciones locales (entorno, clima, enfermedades, parásitos, fuentes de nutrición, etcétera) mediante selección natural? La moderna genómica nos proporciona herramientas para revisar el genoma en busca de señales de selección en poblaciones particulares, pero determinar cuáles de estas señales son reales y cuáles son falsos positivos, y luego averiguar cuál es la razón para una particular señal de selección en un particular gen en una población en particular, sigue siendo elusivo y difícil. En definitiva, como antropólogo que soy, me gustaría saber cuáles fueron las principales historias que tuvieron lugar mientras los humanos se extendían por el globo.

Fuente:

La Nueva Ilustración

16 de febrero de 2010

Descifran el enigma del envejecimiento de las células


Martes, 16 de febrero de 2010

Descifran el enigma del envejecimiento de las células

¿Qué es el envejecimiento celular?

En Tecnología Hecha Palabra nos dan luces al respecto:

La comprensión de los mecanismos precisos por los cuales ocurre el envejecimiento es uno de los grandes problemas aún no resueltos por la biología moderna. Esto es debido quizás a que se trata de un proceso extremadamente complejo que involucra distintos tipos de células e interacciones celulares y que resulta a su vez de la suma de muchos factores, internos y externos al organismo.

Todas las células del cuerpo, a excepción de las gametas sexuales, se multiplican por división mitótica. En este proceso, cada célula duplica su material genético y lo distribuye en las dos células hijas, que son, al menos en teoría, genéticamente idénticas a la célula madre. Sin embargo, si cultivamos células in vitro, el número de veces que pueden multiplicarse es limitado y no supera las 40 a 60 divisiones. Lo que ocurre es que en determinado momento las células dejan de dividirse e ingresan en un estado irreversible denominado senescencia, en el cual no pueden volver a multiplicarse y que inevitablemente las lleva a la muerte.


Los científicos, encabezados por el alemán Thomas von Zglinicki, han descubierto el papel crucial que desempeñan en este proceso las mitocondrias, los orgánulos encargados de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular.

Cuando se registra un deterioro en el ADN de una célula, ésta envía una señal a las mitocondrias para que generen radicales libres que llevan a la célula a autodestruirse o a dejar de dividirse, señalan.

"Así las células se aseguran de que no se dividen cuando están enfermas, ya que hay elevadas posibilidades de mutaciones y de que se vuelvan cancerosas", explicó a Efe Zglinicki, profesor de gerontología celular en el Instituto para el Envejecimiento y la Salud de la Universidad de Newcastle.

Inhibir completamente la generación de radicales libres en el organismo es malo para la salud, porque también puede inhibir los procesos antitumorales, añadió.

Por ello, al ser preguntado sobre la conveniencia de tomar vitaminas y antioxidantes que combaten a los radicales libres, Zglinicki recomienda "moderación".

"Todo tiene su lado bueno y malo. Es bueno tomar vitaminas y antiradicales libres, pero no hay que pasarse", declaró.

El estudio, llevado a cabo junto con la universidad alemana de Ulm, ha sido publicado en la revista Molecular Systems Biology.

Pero los radicales libres no sólo se quedan en las células, sino que se extienden por los tejidos en una reacción en cadena.

Zglinicki piensa dedicar los próximos cinco años a investigar si esta producción de radicales libres acelera el envejecimiento de las células vecinas sanas, "como una infección que se extiende".

"Si podemos detener este proceso, podremos retrasar el envejecimiento", dijo.

El descubrimiento del papel de las mitocondrias en el envejecimiento celular deja en un segundo plano el rol de los telómeros, los extremos protectores de los cromosomas, que se acortan a medida que envejecemos. EFE

Fuente:

ABC.es

27 de octubre de 2009

El ADN mitocondrial y la obesidad

Martes, 27 de octubre de 2009

El ADN mitocondrial y la obesidad

¿Qué es el ADN mitocondrial?


El Genoma mitocondrial, también llamado ADN mitocondrial, es el material genético de las mitocondrias, los orgánulos que generan energía para la célula. El ADN mitocondrial se reproduce por sí mismo semi-autonómicamente cuando la célula eucariota se divide. El ADN mitocondrial fue descubierto por Margit M. K. Nass y Sylvan Nass.



Científicos españoles han descubierto que la cantidad de ADN mitocondrial, heredado directamente de la madre, influye en la facilidad con la que un individuo quema el exceso de energía consumida.

El ADN mitocondrial se sitúa en las mitocondrias, que cumplen la función de central energética de las células. Los científicos han demostrado que su variabilidad entre los individuos no solo depende de la secuencia, sino también de la cantidad. Y lo que es más interesante, según han podido comprobar Francesc Villarroya y sus colegas del Instituto de Biomedicina de la Universidad de Barcelona, la cantidad de ADN mitocondrial puede estar relacionada con la obesidad y la diabetes tipo 2, ligada a un estilo de vida sedentario. De hecho, al aumentar el ADN mitocondrial aumenta la captación de glucosa que entra en las células, donde es oxidada.

El estudio, que ocupa la portada de la revista Obesity, abre una nueva vía de investigación para desarrollar terapias genéticas que favorezcan una mejor oxidación de las calorías ingeridas. Estas terapias podrían realizarse a través de fármacos, estrategias nutricionales o compuestos vitamínicos.

Fuente:

Muy Interesante
google.com, pub-7451761037085740, DIRECT, f08c47fec0942fa0