- No hay campo magnético: el de Marte desapareció hace cuatro mil millones de años, lo que permitió al viento solar remover la atmósfera del planeta.
- La atmósfera perdida: Marte tiene sólo 1% de la presión atmosférica de la Tierra, por lo que el calor del Sol se escapa hacia el espacio y hace que el planeta sea muy frío.
- Demasiado frío para el agua líquida: Marte se ubica fuera de la llamada Zona Goldilocks o habitable, donde la temperatura apenas alcanza para mantener líquida el agua, esencial para la vida tal como la conocemos.
18 de diciembre de 2018
Francis Crick, el detective de la vida
Claro que ahí acaban los parecidos. El líder de los raelianos se basa en su presunto encuentro personal con seres de otro mundo. Crick, por su parte, se preguntaba cómo era posible que la naturaleza hubiera inventado al mismo tiempo dos elementos mutuamente interdependientes para la vida: el material genético –ácidos nucleicos, como ADN o ARN– y el mecanismo necesario para perpetuarlo –las proteínas llamadas enzimas–. La síntesis de ácidos nucleicos depende de las proteínas, pero la síntesis de proteínas depende de los ácidos nucleicos. Con este problema del huevo y la gallina, Crick y su colaborador Leslie Orgel razonaban que la vida debería haber surgido en un lugar donde existiera un “mineral o compuesto” capaz de reemplazar la función de las enzimas, y que desde allí habría sido diseminada a otros planetas como la Tierra por “la actividad deliberada de una sociedad extraterrestre”.
Lo cierto es que la panspermia dirigida no desmerece en absoluto el pensamiento de Crick. Más bien al contrario, revela con qué potencia funcionaban los engranajes de una mente teórica, incisiva e inquieta, ávida de respuestas racionales, aunque no fueran convencionales. Para comprender cómo llegó Crick a la panspermia debemos remontarnos unos años atrás. Hijo de un fabricante de zapatos de Weston Favell (Northampton, Reino Unido), Francis Harry Compton Crick (8 de junio de 1916 – 28 de julio de 2004) llegó al final de su infancia con sus principales señas de identidad ya definidas: su inclinación por la ciencia y su convencido ateísmo. En cuanto a la primera, escogió la física.
Curiosamente, la biología molecular habría perdido uno de sus padres fundadores de no haber sido por la guerra. Crick comenzó su investigación en el University College de Londres trabajando en lo que él mismo describió como “el problema más aburrido imaginable”: medir la viscosidad del agua a alta presión y temperatura. Con el estallido de la Segunda Guerra Mundial fue reclutado por el ejército para el diseño de minas. Tras el fin del conflicto, descubrió que su aparato había sido destruido por una bomba (en su autobiografía él hablaba de una “mina de tierra”), lo que le permitió abandonar aquella tediosa investigación.
Crick debía entonces elegir un nuevo campo de investigación, y fue entonces cuando descubrió lo que llamó el test del chismorreo: “lo que realmente te interesa es aquello sobre lo que chismorreas”. En su caso, “la frontera entre lo vivo y lo no vivo, y el funcionamiento del cerebro”. En resumen, la biología. O como físico, la biofísica. Comenzó a trabajar en la estructura de las proteínas en el Laboratorio Cavendish de Cambridge, hasta que conoció a un estadounidense llamado James Watson, 12 años más joven que él pero ya con un doctorado que él aún no había conseguido.
Los dos investigadores descubrieron que ambos compartían una hipótesis. Por entonces se creía que la sede de la herencia eran las proteínas. Crick y Watson pensaban que los genes residían en aquella sustancia ignota de los cromosomas, el ácido desoxirribonucleico (ADN). Y aquel convencimiento, con la participación de Maurice Wilkins y Rosalind Franklin, alumbraría el 28 de febrero de 1953 uno de los mayores hallazgos de la ciencia del siglo XX, la doble hélice del ADN. El trabajo se publicó en Nature el 25 de abril de aquel año. Crick no obtendría su título de doctor hasta el año siguiente.
Lea el artículo completo en: Open Mind
27 de noviembre de 2018
China afirma que está creando los primeros bebés editados genéticamente
China ya es oficialmente el salvaje oeste de la ingeniería genética. Si en 2015, cuando un grupo de investigadores chinos anunciaron que habían ‘tocado’ el ADN de un embrión en el laboratorio, los expertos se llevaron las manos a la cabeza. Cuando a principios de 2018 trascendió que llevaban años editando genéticamente a sus ciudadanos, la alarma fue brutal.
La mayor parte de expertos coinciden en que no estamos preparados para hacerlo: aún no sabemos lo suficiente como para asegurar que estos experimentos van a llegar a buen puerto. Pero el gigante asiático no se da por aludido: Según informa AP, un equipo de investigadores chinos dice que los dos primeros bebés editados con CRIPSR acaban de nacer en Shenzhen, a pocos kilómetros de Hong Kong.
Falta confirmación independiente, pero los indicios son claros
Quién hace las declaraciones es el mismo coordinador del proyecto, He Jiankui, según el cual dos mellizas editadas genéticamente nacieron este mes de noviembre. Por ahora ni AP ni ningún medio occidental ha podido confirmarlo de forma independiente, por lo que hemos de recordar el caso de la falsa clonación humana de Hwang Woo-suk y mantener un sano escepticismo.
Sin embargo, sí que tenemos pruebas de que el equipo de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur lleva meses reclutando parejas para esto. A la luz de los documentos que se manejan, el equipo de He Jiankui lleva bastante tiempo haciendo experimentos con fetos de hasta seis meses con la idea de 'inactivar' el gen CCR5 con un enfoque técnicamente sencillo.
Brevísima introducción a CRISPR
Descubierto por el español Francis Mojica en las marismas de Santa Pola, CRISPR es una especie de sistema inmunológico que tienen las células y que en la última década hemos aprendido a usar como un mecanismo para cortar, pegar y modificar material genético.Gracias a él, las células procariotas podían cambiar partes de su ARN y de ADN de tal forma que incluir ‘trozos’ defensivos frente a los virus que se “alimentan de ellas” (los fagos). Y gracias a él, usando una secuencia de de ARN como guía, podemos inmunizar microorganismos importantes de uso comercial (como el Penicillium roqueforti, responsable del queso roquefort), recuperar especies animales o hacer modificaciones genéticas en personas para erradicar las peores enfermedades hereditarias. Todo, y hasta donde sabemos, de forma barata, sencilla y muy precisa.
Lo que dice haber hecho el equipo chino se trata de lo que se conoce como ‘inactivación genética’ y es la aplicación más simple y eficiente de todas las que conocemos hasta el momento. No obstante, no está exento de polémica porque no se trata de una intervención "médica" (no tratan de curar), estamos ante una intervención de "mejora". Una de las líneas rojas de la investigación genética actual.
La mayoría de expertos (y las grandes instituciones científicas del mundo) consideran que las "intervenciones de mejora" presentan muchos problemas éticos, médicos y sociales. En el caso de intervenciones para curar enfermedades, la gravedad de la enfermedad justifica los riesgos de la intervención. En este caso, justificar esos riesgos es mucho más complejo. Por eso, muy poca gente las considera en estos momentos y están prohibidas en la mayor parte del mundo.
El artículo completo en: Xataka Ciencia
20 de octubre de 2018
¿Los virus son inmortales?
24 de junio de 2018
Logran, por primera vez, transferir la memoria de un ser vivo a otro
Un equipo de investigadores norteamericanos ha logrado, por primera vez, transferir la memoria de un ser viviente a otro. El trabajo arroja luz sobre una de las cuestiones más intrigantes de la biología: ¿Cómo se almacenan los recuerdos?
En un artículo publicado hace apenas unos días en la revista eNeuro, un equipo dirigido por David Glanzman, de la Universidad de California, explica cómo ha conseguido llevar a cabo este intrigante experimento, para el que se utilizaron caracoles marinos de la especie Aplysia californica.
Lo primero que hicieron los investigadores fue «entrenar» a varios de estos moluscos para que exhibieran un reflejo defensivo cuando sus colas eran estimuladas por una suave corriente eléctrica. Un segundo grupo de caracoles, no entrenados, no mostraba ese reflejo.
Más tarde, y una vez firmemente establecido el reflejo defensivo, los caracoles «entrenados» fueron sacrificados para extirparles los ganglios abdominales. Acto seguido, los científicos extrajeron el ARN de las muestras y las inyectaron en los caracoles no entrenados y que, por tanto, no exhibían la misma reacción ante la corriente eléctrica.
El resultado fue que los caracoles que recibieron el nuevo ARN mostraron los mismos actos reflejos como respuesta a la estimulación eléctrica, y ello a pesar de no haber recibido ningún entrenamiento.
Tras la pista del engrama
Estos resultados son importantes porque proporcionan pistas sobre la naturaleza de lo que se conoce como el «engrama», una palabra que funciona de forma parecida al término «materia oscura», ya que denota algo que se sabe que existe pero de lo que poco o nada se conoce.Engrama, en efecto, es la palabra que los científicos utilizan para referirse a la estructura cerebral que almacena físicamente la memoria a largo plazo, una especie de «disco duro» capaz de almacenar datos (como los de las computadoras), pero que hasta la fecha nadie ha conseguido localizar de forma concluyente.
La teoría más aceptada por los neurocientíficos es que la memoria a largo plazo está codificada en las sinapsis, las interfaces funcionales a través de las que las neuronas intercambian señales eléctricas o químicas.
El experimento de Glanzman y sus colegas, sin embargo, apunta a una posibilidad muy diferente. La memoria, en realidad, se almacena en el interior de los cuerpos celulares de las propias neuronas. Lo cual plantea la posibilidad de que el ARN tenga un papel importante en la formación de la memoria, una idea ya apuntada en otros estudios y que los nuevos experimentos con caracoles parecen respaldar.
En su artículo, Glanzman y su equipo afirman que sus resultados suscitan muchas nuevas preguntas sobre la forma en que la memoria se almacena y sobre la auténtica naturaleza del engrama. Pero dejan claro que la forma de almacenamiento no tiene que ver con las sinapsis, como se pensaba hasta ahora.
Fuente:
ABC (Ciencia)
25 de septiembre de 2013
El mapa de la actividad del genoma
Arte con el ADN del comprador | Diego Sinova
- Un equipo internacional secuencia el ARN de 462 individuos
- El hallazgo abre la puerta a monitorizar diagnósticos y tratamientos
Hace años, el papel del ARN fue eclipsado por las esperanzas puestas en el ADN, considerado el auténtico 'mapa de la vida'. Sin embargo, cada día está más claro que comprender su labor es fundamental si se quieren desenmarañar todos los misterios que esconde el genoma.
Por ejemplo, el ARN es clave para comprender por qué nuestros genes se 'apagan' o 'encienden' a lo largo de la vida y, en última instancia, para saber por qué nuestro genoma nos hace más o menos susceptibles de sufrir una enfermedad.
Aunque es mucho todavía lo que se desconoce sobre este ácido ribonucleico, un equipo internacional con participación española ha ayudado a sacarlo un poco más a la luz. Según publican las revistas 'Nature' y 'Nature Biotechnology', estos científicos de nueve centros europeos han descrito el repertorio más completo hasta la fecha de los perfiles de expresión génica; es decir, han podido enlazar la información del ADN con la actividad funcional de estos genes, creando el primer mapa que señala las causas de las diferencias entre la actividad de los genes entre individuos.
"Esto nos permite comenzar a entender realmente este campo de la biología", explica a ELMUNDO.es Xavier Estivill, jefe de grupo del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona y uno de los firmantes españoles del trabajo.
El trabajo, continúa, "ha demostrado la gran variación genética que influye en la regulación de nuestros genes", aunque permitirá construir unas 'leyes generales' sobre el funcionamiento del genoma humano.
Conocer este amplísimo catálogo puede ser muy importante para comprender los mecanismos que causan las enfermedades o para desarrollar tratamientos en el futuro, señala Estivill, quien reconoce que "se trata de una tarea muy compleja que exige un gran esfuerzo colectivo".
Para llegar a las conclusiones que publica esta semana 'Nature', el consorcio internacional con el que también han colaborado el Centro Nacional de Análisis Genómico de Barcelona y la Universidad de Santiago de Compostela, secuenció el ARN de células de 462 individuos que habían participado en el marco del proyecto '1.000 genomas'. Esto ha permitido añadir al mayor catálogo de genomas humanos con el que cuenta la ciencia una interpretación funcional de sus datos.
"Hasta ahora no había podido hacerse algo de estas dimensiones porque, mientras que el ADN es más estable, el ARN varía muchísimo entre células", explica Estivill, cuyo equipo ha utilizado técnicas de secuenciación de última generación.
El siguiente paso en la investigación, comenta el especialista del CRG, es realizar una disección completa de todos los tipos celulares y en distintas condiciones fisiológicas y patológicas para afrontar "el desafío de ligar esa información con perfiles metabólicos o proteicos".
"Por ejemplo, en una enfermedad que tiene un curso clínico que puede ser variable, como pueden ser los trastornos psiquiátricos, saber cómo son los perfiles de expresión y ver cómo cambian a lo largo del curso de la enfermedad puede ser muy importante para indicar o no un determinado tratamiento farmacológico", señala Estivill.
"Hasta ahora, sólo podíamos obtener una radiografía de la vida molecular de los individuos. Pero, ahora, se abre la puerta a que podamos empezar a verla como una película", ejemplifica.
Aunque no habla de plazos, para el especialista catalán este hallazgo puede suponer "un cambio sustancial" en el abordaje de la Medicina. "Hemos de ser capaces de tener respuestas para los cambios funcionales que suceden en nuestro organismo".
Y, aunque el camino es largo, el avance científico ya "nos aporta las técnicas que nos permiten ver esos perfiles y, a partir de ahí, tomar decisiones terapéuticas", concluye.
Todos los datos obtenidos en este proyecto, denominado GEUVADIS, están disponibles de forma gratuita para toda la comunidad científica. El acceso abierto a los datos pretende que otros investigadores vuelvan a explorar y analizar los datos desde distintas perspectivas.
Fuente:
El Mundo Ciencia
12 de septiembre de 2013
La vida podría haber comenzado en Marte
¿Por qué no hay vida en Marte?
Pero a pesar de ello podríamos tener ancestros marcianos.
La idea se basa en cómo se ensamblaron las primeras moléculas necesarias para la vida.
Una de las preguntas que los expertos llevan años tratando de responder es cómo los átomos se juntaron por primera vez para formar los tres componentes moleculares fundamentales de los organismos vivos: ARN (ácido ribonucleico), ADN (ácido desoxirribonucleico) y proteínas.
Pero la energía del calor o la luz por sí solas añadidas a las moléculas más básicas de la "sopa" no forman ARN: generan en cambio un material similar al alquitrán.
Para tomar forma, el ARN requiere la acción de átomos "formadores" de la superficie cristalina de minerales.
De acuerdo con Benner, los minerales más efectivos para modelar ARN se habrían disuelto en los océanos de aquella temprana Tierra. Sin embargo, eran más abundantes en Marte.
Esto sugiere que la vida comenzó allí antes de ser transportada a nuestro planeta en meteoritos, sostiene el científico del Instituto Westheimer de Ciencia y Tecnología en Gainesville, Estados Unidos.
Aunque la idea de que la vida se originó en Marte y desde allí llegó a la Tierra se ha discutido con anterioridad, las proposiciones de Benner le añaden un nuevo giro.
Lea el artículo completo en:
BBC Ciencia
1 de diciembre de 2012
Vacuna basada en el ARN podría acabar con la gripe
Y es que las vacunas actuales trabajan esencialmente en el estudio de nuestro sistema inmunológico para reconocer un par de proteínas claves conocidas como HA y NA que se encuentran en el virus. Sin embargo, estas proteínas cambian constantemente, razón por la que se necesitan nuevas vacunas constantemente.
La clave por tanto es encontrar una manera de apuntar sobre algo que nunca cambie en el virus, lo que daría inmunidad en el tiempo contra múltiples cepas del virus de la gripe. De hecho, una propuesta anterior para una vacuna universal de la gripe consistía en ir tras otras proteínas en el virus de la gripe que no evolucionaran tan rápido como HA y NA.
La idea que ahora se está estudiando es la de un nuevo tipo de vacuna que apunta a subyacentes de ARN que conducen al proceso de creación de las proteínas NA y HA, independientemente de su forma. Según Lothar Stitz, del Instituto Friedrich-Loeffler en Alemania:
El mARN que controla la producción de HA y NA en el virus de la gripe puede ser producido en masa en unas pocas semanas. Podría ser convertido en polvo liofilizado sin necesidad de refrigeración, a diferencia de la mayoría de vacunas que deben mantenerse frías.
Una inyección de mARN es recogida por las células inmunes, que se traducen en proteínas. Estas proteínas son reconocidas por el cuerpo como extraños, generando una respuesta inmune. El sistema inmunitario sería capaz de reconocer estas proteínas si se encuentra con el virus posteriormente, lo que le permitiría luchar contra esa cepa de gripe.Lo que los investigadores alemanes han descubierto es una proteína llamada protamina, una proteína que protege a las vacunas de ARN a que sean eliminadas por el torrente sanguíneo. Una nueva vía hacia la fabricación de una vacuna que pueda acabar con la gripe para siempre. Los científicos hablan de un proceso largo antes de confirmar su eficacia, aunque los primeros resultados han sido muy prometedores.
Fuente:
ALT1040
29 de noviembre de 2012
Consiguen primera imagen de ADN a través de un microscopio electrónico
Y es que la estructura de ADN fue descubierta originalmente usando cristalografía de rayos X. Esto supone rayos X de dispersión de los átomos en matrices cristalizadas de ADN para formar un complejo patrón de puntos sobre una película fotográfica. La interpretación de las imágenes requiere de matemáticas complejas para averiguar lo que la estructura cristalina podría dar lugar en los patrones observados.
Ahora estas nuevas imágenes son mucho más evidentes, ya que se trata de imágenes directas de las cadenas de ADN, aunque vistas con electrones en lugar de fotones de rayos X. ¿Cómo? El truco utilizado por Enzo di Fabricio, investigador principal de la Universidad de Génova, fue enganchar hilos de ADN de una solución diluida y ponerlas sobre silicio nanoscópico.
El equipo desarrolló un modelo de pilares que es extremadamente repelente al gua, lo que provocó que la humedad se evaporara rápidamente dejando atrás las hebras de ADN, las cuales se estiraron y podían observar claramente. Luego, para conseguir imágenes de alta resolución, perforaron agujeros diminutos sobre la base de los pilares de silicio.
Unos resultados que revelaron la rosca espiral de doble hélice del ADN visible. Una técnica que según los científicos, debería ser capaz de ver las moléculas individuales de ADN con más detalle y su interacción con proteínas, ARN y otras biomoléculas.
ALT1040
21 de noviembre de 2012
Siete cosas que deberías saber sobre los antibióticos
Este artículo nace como consecuencia de un encargo y de un reto. El encargo, realizado por un amigo, es el de hablar de la terapia antibiótica, sus ventajas y sus inconvenientes; el reto el de explicarlo de forma que una persona con pocos conocimientos biomédicos lo pueda entender. A ver si lo consigo.
1. ¿Qué son los antibióticos?
De forma general, un antibiótico es una sustancia tóxica para un ser vivo. Esta definición no se suele emplear con esta definición cuando hablamos de los antibióticos que compramos normalmente en una farmacia. Los tóxicos farmacológicos los hemos nombrado de diferente forma según el tipo de organismo que mate. Así a los que matan hongos se les llama antifúngicos, los que matan virus se les llama antivíricos, dejando el nombre de antibióticos para aquellos que matan bacterias. Además, el nombre antibiótico se emplea para las sustancias que matan bacterias que están invadiendo nuestro cuerpo, las sustancias que matan bacterias depositadas en superficies o líquidos, en general, se les conoce como desinfectantes. Así que a partir de ahora cuando hable de antibiótico me referiré a sustancias que matan bacterias que nos están infectando.
2. ¿De donde proceden los antibióticos?
Muchos antibióticos son de origen natural. Diversos grupos de bacterias y de hongos producen sustancias con propiedades anti-microbianas. Los microorganismos que viven en el medio ambiente pueden vivir estableciendo relaciones de cooperación (simbiosis) o de competencia entre ellos. Un “arma” que algunas bacterias producen para esa competencia, es la producción de sustancias que pueden matar otros microorganismos, despejando el camino para que ellas proliferen.
Todos hemos oído hablar de la penicilina o la estreptomicina. La primera es producida por el hongo Penicillium, mientras que la segunda es producida por bacterias del grupo Streptomyces. Otros ejemplos de antibióticos naturales son la eritromicina, el cloranfenicol, la kanamicina o la gentamicina.
La industria química ha producido variantes de antibióticos naturales para evitar el problema de las resistencias bacterianas (de las que hablaré más adelante), generando así antibióticos semi-sintéticos, como por ejemplo la ampicilina. A estos hay que añadir antibióticos de nueva síntesis, sustancias con propiedades antibacterianas producidas por la industria farmacéutica, como por ejemplo las quinolonas.
3. ¿Por qué son tóxicos los antibióticos para las bacterias?
Los mecanismos de acción de los antibióticos son muy diversos. Hay algunos que envenenan la producción de la pared, elemento vital en las envueltas de la bacteria. Otros bloquean la síntesis de proteínas al unirse al ribosoma (orgánulo donde se lleva a cabo este proceso) impidiendo el normal funcionamiento de éste. Algunos bloquean a transcripción (proceso por el que los genes codifican el ARN mensajero que posteriormente dará lugar a las proteínas) al inhibir el enzima necesario en dicho proceso. Hay un elevadísimo número de proceso celulares que las bacterias emplean para vivir, y para muchos de ellos existen sustancias que los bloquean.
Lea el artículo completo en:
La Ciencia y sus Demonios
15 de noviembre de 2012
La química y Lady Gaga
Bases nitrogenadas. |
Las bases nitrogenadas se unen a través de un encalce N-b-glucosídico a una pentosa. A esta estructura resultante se la denomina nucleósido. La pentosa se une por enlace éster a un grupo fostato, de modo que la estructura resultante es un nucleótido. Cuando la pentosa es la b-D-ribofuranosa, tenemos un ribonucleótido (constituyentes del ARN) mientras que cuando se trata de la b-D-2-desoxirribofuranosa, tendremos un desoxirribonucleótido (constituyentes del ADN).
Molécula de ATP. |
Otro nucleótido de interés es el adenosín monofosfato cíclico (AMPc) Esta molécula desempeña un papel clave en el desencadenamiento de las respuestas de la célula ante las informaciones que recibe del medio extracelular a través de las moléculas mensajeras. Cuando dichas moléculas interaccionan con los respectivos receptores de la membrana plasmática se activa la enzima adenil ciclasa que obtiene AMPc a partir de ATP. El AMPc sintetizado permite la ejecución de procesos bioquímicos que originan la respuesta celular al estímulo de partida. Se dice que el AMPc es un segundo mensajero.
AMPc |
5 de noviembre de 2012
La epigenética y el resurgir del lamarckismo (II)
En un artículo anterior iniciábamos nuestra aproximación a los diferentes mecanismos epigenéticos descritos actualmente y su posibles implicaciones para la validez del dogma central de la biología molecular y el resurgir de ciertas tesis lamarckistas. En él prestábamos especial atención a la metilación del ADN. En esta ocasión abordaremos el llamado código de histonas.
Las histonas son las proteínas responsables del alto grado de empaquetamiento del material genético en eucariotas y algunos procariotas. Junto con el ADN constituyen la cromatina, a partir de una unidad estructural fundamental denominada nucleosoma formada por cuatro pares de histonas (H2A, H2B, H3 y H4) en torno a las cuales se enrolla el filamento de ADN. Las proteínas que forman estas histonas son muy ricas en lisina y arginina, aminoácidos básicos que presentan gran afinidad por los grupos fosfato del ADN, lo que hace posible el empaquetamiento.
Esquema de cómo se empaqueta el ADN en torno a los nucleosomas formados por 4 pares de histonas (octámeros) |
Pero además de esta función de soporte estructural, las histonas participan en el control de la transcripción génica. Para que esta se produzca, es necesario que una serie de factores de transcripción se unan a secuencias específicas del ADN denominadas promotores, que permiten a la ARN polimerasa reconocer el lugar donde ha de comenzar la transcripción. Estos factores de transcripción modifican químicamente ciertos residuos presentes en las colas de las histonas haciendo que el nucleosoma se distienda, dejando accesibles las secuencias reguladoras del ADN.
Existe una variedad de modificaciones químicas diferentes que afectan a las histonas, tales como la metilación, ribosilación, fosforilación, acetilación, desaminación etc.
Pues bien, se ha postulado que las diferentes combinaciones de estas modificaciones podrían constituir un código epigenético al que se ha denominado código de histonas. Este código sería capaz de almacenar información de forma independiente a la secuencia de nucleótidos del ADN, lo que pondría en cuestión el dogma central de la biología molecular que establece la existencia de una unidireccionalidad en la expresión de la información contenida en los genes de una célula: de ADN a ARN mensajero y de éste a las proteínas, que finalmente realizan la acción celular.
Por otro lado, si el código de histonas fuese heredable, se heredaría también la modulación de la transcripción génica adquirida por los progenitores como respuesta a factores ambientales, lo que podría ser interpretado como una forma de lamarckismo.
Ejemplo de código de histonas en el que se representan las disntintas modificaciones químicas epigenéticas en los aminoácidos de cada una de las histonas (letras mayúsculas en negrita). |
No cabe duda de que el potencial teórico de almancenamiento de información del código de histonas es enorme. Cada histona del tipo H3 contiene 19 lisinas susceptibles de ser (mono, di o tri) metiladas, lo que suponen 274.877.906.944 combinaciones distintas. Teniendo en cuenta que en un genoma humano altamente empaquetado hay unos 44 millones de histonas, es evidente que la capacidad de codificación de este sistema sería enorme. Todo ello sin tener en cuenta las otras posibles modificaciones químicas de la lisina y la arginina mencionadas anteriormente.
Sin embargo, una cosa es que las histonas posean un gran potencial para el almacenamiento de información y otra cosa muy distinta es que constituyan un código epigenético heredable.
Toda molécula biológica almacena información en su estructura. Las proteínas sufren numerosas modificaciones postraduccionales: son plegadas, cortadas y pegadas de multiples maneras diferentes antes de adquirir su forma y actividad biológica definitivas. Los aminoácidos que las forman también son alterados químicamente mediante procesos similares a los que afectan las histonas. Y a pesar de ello no se propone la existencia de un código epigenético proteico presente, por ejemplo, en los factores de transcripción. De la misma forma, la actividad de algunos enzimas que participan en el control de la expresión génica esta modulada por factores ambientales, pero nadie habla de una epigenética enzimática lamarckista, sino simplemente de activación enzimática dependiente del ambiente.
Los factores de transcripción unidos al ADN y a las histonas regulan la transcripción génica. |
Pero entonces ¿Hay algo que haga diferentes a las histonas de otras proteínas?
Como hemos visto, las histonas estan ligadas químicamente a los grupos fosfato del ADN, haciendo posible el empaquetamiento del mismo y modulando la transcripción. Pero el simple hecho de estar unidas al material genético de forma casi permanente no las hace distintas de los factores de transcripción. Para el tema que nos ocupa, lo importante no es el lugar en el que se encuentran las histonas, sino si su actividad contradice el dogma de la biología molecular o no lo hace. Y puesto que esta actividad no implica en ningún caso la modificación de la secuencia de nucleótidos del ADN, la cadena de transmisión que llevaría la información desde el ambiente hasta el material genético no se completa, por lo que no se rompe la unidireccionalidad en la expresión de la información contemplada en el dogma.
Por otro lado, para que el código de histonas pudiese ser considerado como una forma de lamarckismo sería necesario que fuese heredable, transmitiendo a la descendencia la modulación de la transcripción génica adquirida por los progenitores como respuesta a factores ambientales. Para que esto fuese posible en mamíferos, la pauta de modificación del código de histonas debería estar presente en los gametos concretos que participan en la fecundación, lo cual a su vez implica que esté presente tanto en la espermatogonia como en la ovogonia que dan lugar al espermatozoide y óvulo afortunados respectivamente. Sin embargo, tanto espermatogonias como ovogonias son células madre indiferenciadas, por lo que no experimentan los mismos cambios epigenéticos que otras células del organismo. Tampoco cabe pensar en un mecanismo de transducción de la pauta de modificación de las histonas desde las células diferenciadas a las células madre de los gametos. Un mecanismo así sería de tal complejidad e involucraría a tal número de intermediarios bioquímicos que necesariamente habría sido descrito hace ya décadas.
Además de esto, durante la replicación de la fase S de la meiosis las histonas se separan del ADN, para volver a unirse posteriormente de forma inespecífica, es decir, sin llevar a cabo un reconocimiento de una secuencia concreta de nucleótidos y semiconservativa, es decir, mezclando histonas antiguas con otras recién sintetizadas. Por ello cabe pensar que la información contenida en el código de histonas se pierde.
Esquema del reensamblado de las histonas al ADN tras la replicación. |
Así pues la modulación de la transcripción ejercida por la modificación de las histonas es un mecanismo epigenético, pero solo en el sentido de la definición de epigenética utilizada por la biología del desarrollo, esto es, entendida como un mecanismo bioquímico que afecta al desarrollo del individuo, pero que carece de implicaciones evolutivas.
Esto, que para muchos lectores familiarizados con la biología podría resultar hasta cierto punto evidente, parece no serlo tanto para algunos redactores y medios de comunicación especializados en divulgación científica, a juzgar por el tratamiento que con frecuencia se le da a las noticias relacionadas con la epigenética. Como ejemplo sirva el siguiente artículo de la fundación Biocat, entidad que coordina y promueve la biotecnología, la biomedicina y las tecnologías médicas innovadoras en Cataluña.
Se trata de una entrevista en la que Manel Esteller, referente internacional en el ámbito de la epigenética, explica la relación entre ciertos procesos epigenéticos como la metilación del ADN o las modificaciones de las histonas y el desarrollo del cáncer. Pues bien, en el pie de foto que acompaña a la noticia podemos leer lo siguiente:
"Si analizamos el cáncer en cuanto a evolución celular, la epigenética parece tener un papel central. Los tumores humanos sufren grandes cambios en su evolución natural."
Como es lógico Manuel Esteller no se refiere en ningún momento a la evolución natural darwinista, sino a la transformación de las células cancerosas y al desarrollo de los tumores, esto es, a los cambios epigenéticos que se producen en ellos. Sin embargo, el redactor del titular emplea el término evolución en dos ocasiones, sugiriendo una relación de la epigenética con la evolución darwinista, que no es planteada en ningún momento por el autor a lo largo del artículo.
30 de agosto de 2012
Encuentran azúcar alrededor de una estrella similar al Sol
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Empleando el radiotelescopio ALMA del Observatorio Europeo Austral (ESO), un grupo de astrónomos ha detectado moléculas de azúcar en el gas que rodea a una estrella joven similar al Sol.
Se trata de la primera vez que se descubre azúcar en el espacio
alrededor de una estrella de estas características. El hallazgo sugiere
que las piezas básicas para construir la vida se encuentran en el
momento y el lugar adecuados para formar parte de los planetas en
formación alrededor del astro. Concretamente, en el gas que rodea a IRAS 16293-2422 –a 400 años luz- los astrónomos han identificado moléculas de glicoaldehído, “un azúcar muy simple, similar a la que ponemos en el café”, segú explica el danés Jes Jørgensen, coautor del trabajo que publica la revista Astrophysical Journal Letters. Esta molécula “es uno de los ingredientes necesarios para la formación de ARN, una molécula genética necesaria para construir la vida”, añade. Y las observaciones realizadas con ALMA revelan que las moléculas de azúcar están cayendo en dirección a una de las estrellas del sistema. El glicoaldehído había sido detectado antes en el espacio interestelar, pero es la primera vez que se localiza tan cerca de una estrella parecida a nuestro Sol, a una distancia comparable a la que separa a Urano del centro del sistema solar. “Una de las grandes cuestiones sin resolver es: ¿cómo de complejas deben volverse estas moléculas antes de incorporarse a un nuevo planeta? La respuesta podría decirnos algo sobre cómo surgiría la vida en otros lugares diferentes de la Tierra”, subraya Jørgensen, que confía en que ALMA ayude a desvelar el misterio. |
21 de septiembre de 2011
Era genéticamente cierto: somos lo que comemos
A partir de ahora, la frase “somos lo que comemos” adquiere una dimensión absolutamente nueva, porque si antes veías a un tipo obeso comiéndose una hamburguesa de una sola mascada y pensábamos algo por el estilo, hoy podríamos decir que ese hombre tiene la doble con queso incorporada en su ADN. O al menos los vegetales que podría haberle puesto en medio.
Un estudio de la Universidad Nankín descubrió que algunas hebras del ácido ribonucléico (ARN) de las verduras logran llegar a nuestro torrente sanguíneo luego de ingerirlas, regulando la expresión de los genes una vez dentro de nosotros.
Los micro ARN (o miARN) son pequeños filamentos del ARN que se acoplan de manera selectiva para coincidir con secuencias del ARN mensajero, teniendo como resultado la represión de aquellos genes. Chen-Yu Zhang y su equipo hallaron secuencias de miARN de plantas en el tejido de animales que comieron dichas plantas. En particular, el MIR168a -que es producido por el arroz y que es abundante en la sangre de los chinos estudiados- demostró en experimentos que tiene la capacidad de alterar la expresión genética en ratones, impidiendo la aptitud del hígado de filtrar la lipoproteína LDL, conocida popularmente como “colesterol malo”.
En definitiva, este descubrimiento revela un mecanismo de interacción fisiológica completamente nuevo, el cual podría tener aplicaciones médicas significativas, tanto terapéuticas como para explicar procesos poco entendidos (como la herbología china).
Como sea, tu ADN no miente. Piensa dos veces qué es lo que irás a almorzar hoy…
Tomado de:
Link: We Incorporate Genetic Information From the Food We Eat, New Study Finds (PopSci)
8 de julio de 2011
Muerte (celular) por chocolate
¡Cuidado con morder ese Sublime! Antes de disfrutar de ese delicioso chocolate LEA esto:
Esas porciones extra de tarta de chocolate puede que hagan algo más que añadir unos kilos más – pueden crear un entorno tóxico que mate a tus células. Ahora, los investigadores dicen que han identificado un protagonista de este proceso: Un tipo de ARN que anteriormente se pensaba que sólo modificaba otras moléculas de ARN. Bloquear a estos sorprendentes villanos podría proporcionar una nueva forma de combatir la toxicidad de las grasas, una causa principal de los fallos renales y cardiacos.
La mayor parte del tiempo cuando ingerimos más de lo necesario, el tejido adiposo, que está hecho de las células específicas del cuerpo para almacenar grasa, enjugan cualquier exceso de calorías que circulan por el torrente sanguíneo. Las células adiposas, sin embargo, no siempre pueden lidiar con la gran cantidad de grasa de las dietas modernas, y el exceso de grasa circula por el torrente sanguíneo. Cuando otras células del cuerpo toman la grasa extra, ésta puede interferir con su mecánica interna y actividad genética, provocando su suicidio. A gran escala, estos kamikazes celulares pueden llevar a fallos renales y cardiacos.
Hoy, en la revista Cell Metabolism, investigadores liderados por Jean Schaffer, cardiólogo de la Universidad de Washington en St. Louis, informan de la identificación de un gen que parece ser el responsable de esta muerte celular inducida por la toxicidad. Secciones del gen, conocido como rpL13a, no codifican una proteína, según encontraron los investigadores, sino un extraño tipo de molécula de ARN conocida como ARN pequeño nucleolar (ARNpno). La tarea principal de estas moléculas es modificar otras moléculas de ARN.
Para descubrir si estos ARNpno disparan la muerte celular en un entorno alto en grasa, Schaffer y sus colegas añadieron tres ARNpno codificados mediante genes para células con un gen rpL13a alterado. Las células se suicidaron. Otros experimentos demostraron que grandes cantidades de ácidos grasos incrementaron la producción de la proteína y el ARNpno codificado por rpL13a, y que bloquear la acción de los ARNpno producidos por rpL13a disminuía la muerte celular en respuesta a una variedad de situaciones de estrés, no sólo un exceso de grasa. Los investigadores añadieron un marcador fluorescente al ARNpno y encontraron que, en lugar de permanecer en el núcleo como se pensaba anteriormente, se localizaba en el citoplasma. Hallar ARNpno en una nueva posición puede significar que estas moléculas tienen un rango de funciones que los investigadores ni siquiera habían pensado anteriormente en buscar.
Este estudio abre una nueva forma de prevenir daños fisiológicos procedentes de enfermedades tales como diabetes y obesidad, comenta Schaffer, debido a que ahora los investigadores saben qué moléculas buscar en el futuro desarrollo de medicamentos. El estudio también es significativo, dice el biólogo E. Stuart Maxwell de la Universidad Estatal de Carolina del Norte en Raleigh, debido a que revela que el ARNpno ayuda a determinar si la célula se suicidará. “Esto va a hacer que la gente empiece a pensar en el papel que desempeñan estos ARNs” aparte de sus funciones tradicionales, que normalmente se pensaba que estaban limitadas a modificar otras moléculas de ARN, comenta.
Fuente:
12 de agosto de 2010
Mortífera bacteria estomacal ayuda a comprender como era la vida amtes del ADN
La biología se enfrenta a una paradoja básica: la vida necesita ADN para funcionar... pero el ADN evolucionó después de que la vida empezara. Un estudio de Yale arroja luz sobre cómo era la vida antes del ADN. Tradicionalmente se ha considerado al ARN un vil lacayo/mensajero del ADN, pero la bacteria Clostridium difficile contiene estructuras de ARN más complejas, al parecer vestigios de un mundo sin ADN. Este hallazgo hace que el surgimiento espontáneo de la vida en la Tierra resulte más fácil de imaginar. Lea:
La biología se enfrenta a una paradoja básica: la vida requiere de ADN para funcionar, sin embargo, el ADN se desarrolló después que la vida emergió. Ahora, un estudio de las bacterias ha revelado a la que podría ser la progenitora del ADN.
Hasta ahora, el ARN fue desestimado principalmente como lacayo del ADN, un mensajero e intermediario entre el manual de instrucciones complejas de ADN y la creación de las proteínas esenciales de la vida. Pero los investigadores de Yale descubrieron que en el estómago existe u bacteria patógena, el Clostridium difficile, que posee estructuras de ARN más complejas y que son capaces de detectar moléculas y el control de la expresión de ciertos genes - habilidades que anteriormente se consideraban del dominio exclusivo de ADN y proteínas.
Estas construcciones, conocidas como riboswitches, forman un combo de dos pequeñas y de dos grandes moléculas de ARN que ambas regulan la función del ribosoma, una estructura que los biólogos se pensaba sólo existían para reproducirse. Sin embargo, en la bacteria del estómago, esta ribozima ayuda a la expresión de genes que aparentemente ayudan a la bacteria a afectar a las células humanas. Aunque esta es una función relativamente limitada, es una buena indicación de que las estructuras de ARN más antigua podría haber hecho muchos de los empleos que son exclusivamente realizadas por el ADN, lo que permite a los biólogos imaginar más fácilmente la vida antes de ADN.
Traducido del inglés de:io9