Convirtiendo la orina en fertilizantes

La orina contiene fósforo y nitrógeno, valiosos fertilizantes.

Es posible que la orina no sea el más agradable de los "productos" humanos, pero puede ser nutritivo para las plantas.

De hecho, puede ser un recurso barato e ilimitado para una agricultura sostenible.

• Cómo pueden aprender los hombres a orinar sin salpicar
• Crean nuevos dientes a partir de la orina
• Un teléfono que puede recargarse con orina

Aunque su uso como fertilizante no es nuevo, un proyecto de recuperación de la orina en Vermont, Estados Unidos, busca promover un cambio en la manera en que pensamos en los desechos humanos.

 Las franjas de césped más verdes muestran el efecto de la orina como fertilizante en Battleboro.

"Reciclamos orina en nuestro proyecto por dos razones, una es por los fertilizantes que produce, que son valiosos para la agricultura, y la otra es por la contaminación que evita", explica a BBC Mundo Abe Noe-Hays, director de investigación del Rich Earth Institute.

"La orina es muy alta en fósforo y nitrógeno, y esas cosas en el agua son serios contaminantes, hacen que crezcan las algas en los ríos, y eso puede matar peces y destruir ecosistemas acuáticos".

"La orina contiene 85-90% del nitrógeno de los desechos humanos y alrededor de dos tercios del fósforo, y las heces sólo tienen el resto", dice Noe-Hays.

Pero por otra parte, el fósforo -que producen pocos países en el mundo- es fundamental para la agricultura y no tiene un sustituto.

Por eso, dice Noe-Hays, si se recolecta la orina antes de que llegue a las plantas de tratamiento se evita que estos nutrientes contaminen el agua y a la vez se está recuperando gran parte del fósforo de la agricultura sin tener que reemplazarlo. La idea es crear un ciclo renovable, que no llegue al océano.

Fácil y seguro

En las plantas de tratamiento de aguas residuales se eliminan los patógenos, pero el fósforo requiere recursos especiales.

En la localidad de Brattleboro, el proyecto de Rich Earth Institute ha conseguido recolectar y reciclar 3.000 galones (unos 11.300 litros) de orina en 2013 gracias a los donantes locales y esperan aumentar a 5.000 el año que viene, según reporta la revista National Geographic.

Pero además, la iniciativa trabaja con la organización no gubernamental Sustainable Harvest International en proyectos de desarrollo en países como Nicaragua, Belice y Panamá para apoyar a los campesinos locales con recursos sostenibles, y la recuperación de la orina es uno de ellos.

Según Noe-Hays, es fácil y seguro, ya que el riesgo microbiológico es muy bajo y es un recurso económico para los pequeños agricultores.

Las bacterias suelen sobrevivir muy poco tiempo fuera del cuerpo humano, por eso basta con almacenar el líquido durante un tiempo razonable, de entre uno a seis meses, para obtener un producto fertilizante inofensivo.

Otra opción para sanear la orina es la pausterización, pero requiere algo más de equipamiento tecnológico.
Pero si alguien lo quiere hacer en casa, dice Noa-Hays, lo mejor -en base a un documento de la Organización Mundial de la Salud (OMS) - es simplemente esperar un mes entre la fertilización con la orina y la cosecha.

Fuente:

BBC Ciencia

¿Cuántos átomos hay en el cuerpo humano?

Tengo la sanísima costumbre de emplear una de mis primeras clases de cada curso universitario en tratar de enseñar a mis estudiantes a hacer cálculos que, aparentemente, pueden resultar imposibles de llevar a cabo. Esta aparente dificultad para llevarlos a buen fin viene dada por la falta de datos, de información relevante.

El físico de origen italiano Enrico Fermi (1901-1954), quien fue una de las cabezas más visibles en el desarrollo del célebre proyecto Manhattan, que concluiría con la construcción de la primera bomba atómica, poseía una asombrosa facilidad para resolver cierto tipo de problemas, como los que os describo en el primer párrafo. Partiendo de unos datos exiguos, era capaz de obtener unas buenas estimaciones, aproximaciones asombrosamente precisas a las soluciones de los problemas planteados. En su honor, a estos problemas o cuestiones se les llama problemas de Fermi. Y para resolverlos, Fermi trataba siempre de descomponer el problema original en otros más simples, lo desmenuzaba hasta que a cada uno de estos micro-problemas le podía asignar una respuesta sencilla.

Para explicaros en qué consisten estos problemas, os pondré un ejemplo de los que suelo proponer a mis estudiantes. Se trata de determinar o estimar el número aproximado de átomos que se encuentran en el cuerpo de un ser humano. No me negaréis que tiene enjundia, ¿verdad? ¿Entendéis ahora por qué digo lo que digo en los párrafos anteriores? ¿Cómo diablos se puede dar una solución aproximada a semejante cuestión? Pues, justamente eso, es lo que me dispongo a contar ahora mismo.

Bien, comencemos por el principio: ¿cuántos átomos hay en un cuerpo humano? Veamos, el cuerpo está formado por una serie más o menos diversa de elementos químicos constituyentes, pero no sabemos exactamente cuántos hay de cada tipo. Sin embargo, sí conocemos que un gran porcentaje de nuestro cuerpo es agua. Digamos, pues, como primera aproximación, que todo nuestro cuerpo está constituido por agua. Aun siendo este porcentaje del 60-70%, esto no quiere decir que cometamos un 30% de error, ya que justamente ese otro 30% está formado por otros átomos, aunque no sean de agua. Bien, un conocimiento básico de química nos dice que cada molécula de agua posee tres átomos: dos de hidrógeno y uno de oxígeno. El siguiente paso modesto es saber cuánto pesa una molécula de agua o, lo que es lo mismo, cada átomo que la constituye. Esto también lo aprendimos en el colegio. En un mol de agua hay el número de Avogadro (unos 600.000 trillones) de moléculas y cada mol pesa 18 gramos. Únicamente nos resta asumir un peso medio para un cuerpo humano. Pongamos 70 kg. Resulta trivial deducir que en un cuerpo humano hay, pues, unos 3900 moles de agua y, por tanto, 10²⁸ átomos, esto es, un 1 seguido de 28 ceros o, lo que es lo mismo, 10.000 cuatrillones. Problema resuelto.

Para que podáis apreciar la potencia del método de Fermi, vamos a llevar a cabo el mismo cálculo, pero esta vez teniendo en cuenta los distintos tipos de elementos químicos de los que está constituido un ser humano. Este dato concreto podemos sacarlo de la Wikipedia. Como allí dice, las abundancias relativas son las siguientes:

·       Hidrógeno 10,0 %

·       Oxígeno 65,0 %

·       Carbono 19,37 %

·       Nitrógeno 3,2 %

·       Calcio 1,38 %

·       Fósforo 0,64 %

·       Cloro 0,18 %

·       Potasio 0,22 %

Con estas proporciones de cada uno de estos nueve elementos y volviendo a suponer que el cuerpo humano promedio pesa unos 70 kg, se encuentra fácilmente que de ellos 7 kg serán de hidrógeno; 45,5 kg de oxígeno; 13,56 kg de carbono; 2,24 kg de nitrógeno; 0,97 kg de calcio; 0,45 kg de fósforo; 0,13 kg de cloro y 0,15 kg de potasio.

Si ahora acudimos a los valores de los pesos atómicos de cada uno de los anteriores ocho elementos de la tabla periódica y utilizamos el número de Avogadro, podremos calcular el número de átomos de cada especie. Así, se obtiene:

·       Hidrógeno 4,18 10²⁷ átomos

·       Oxígeno 1,71 10²⁷ átomos

·       Carbono 6,8 10²⁶ átomos

·       Nitrógeno 9,63 10²⁵ átomos

·       Calcio 1,46 10²⁵ átomos

·       Fósforo 8,75 10²⁴ átomos

·       Cloro 2,21 10²⁴ átomos

·       Potasio 2,31 10²⁴ átomos

Finalmente, tan sólo queda sumar las cifras anteriores. ¿El resultado? 6,7 10²⁷ átomos. ¿No os parece asombroso?

¡El plátano es radiactivo!

Antes de nada, ¿es perjudicial cualquier radiación para nuestro organismo?

El ser humano se ha desarrollado toda su existencia en un medio relativamente radiactivo ya que en la naturaleza hay lo que se conoce como isótopos radiactivos y que liberan poco a poco radiaciones que, en grandes cantidades, pueden provocar daños en nuestro organismo como mutaciones del material genético.

Por lo que nuestro organismo está acostumbrado a pequeñas emisiones radiactivas.

El plátano es radiactivo, ¿por qué?

Hay muchos alimentos que pueden tener mínimas cantidades de isótopos radiactivos y el plátano es uno de ellos. Este alimento tiene grandes cantidades de potasio y solamente un 0,01 % de este potasio es el isótopo radiactivo potasio-40.

Cada segundo se desintegran 14 átomos de potasio-40 de forma totalmente inocua para nuestro organismo, es decir, no provoca ningún daño. Además, si hay exceso de este isótopo, el organismo se encarga de eliminarlo del cuerpo por lo que no se acumulará.

¿Es detectable la radiación liberada por el plátano?

A pesar de que la radiación es relativamente pequeña, puede ser detectada por el contador Geiger (aparato que mide la radiactividad) y puede provocar falsos positivos en las aduanas, sobre todo con cargas repletas de estas frutas. 

De hecho, cuando ha habido una pequeña fuga de una central nuclear, se utiliza la unidad dosis equivalente a un plátano para que la población que no conoce las unidades de radiación, se haga una idea de la gravedad del escape de radiactividad. 

A pesar de esto, ¿es bueno tomar plátano?

Entre los deportistas, sobre todo los tenistas, es muy frecuente tomar plátanos durante o tras el ejercicio físico. Esto se debe a que es esencial el potasio ya que participa en la excitabilidad neuromuscular e interviene en la formación de las proteínas. 

Además, previene enfermedades del corazón y es un diurético.

No te dejes llevar por frases sensacionalistas: no todo lo que parece perjudicial, lo es realmente.

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Ciencia Enfurecida

Estructura molecular muestra cómo el virus VIH infecta a las células

El estudio con imágenes de alta resolución de la infección por VIH podría permitir en el futuro el desarrollo de fármacos que curaran esta enfermedad. ¿Será posible frenar el SIDA?

El virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) necesita infectar células humanas, y para ello, utiliza una puerta de entrada con dos cerraduras. La primera se llama CCR5 y la segunda CXCR4, y no son más que receptores proteicos presentes en la superficie celular. A través de estas cerraduras, el VIH tiene la llave perfecta para infectar las células del sistema inmune.

¿Cómo revelar entonces la estructura molecular de estas cerraduras? Conocer su mapa tridimensional permitiría acelerar la investigación, ya que conoceríamos un poco más las estrategias del VIH, y podríamos contar con una nueva pista para bloquearlo.

El estudio, publicado en la revista Science, fue llevado a cabo por investigadores del Instituto Shangai de Materia Médica y The Scripps Research Institute en Estados Unidos. Sus resultados permitieron la obtención de una fotografía con resolución atómica, que permitía desvelar cómo son esos receptores proteicos (en particular, CCR5), y a partir de ahí, pensar en estrategias para evitar la infección.

Y es que el receptor CCR5 es uno de los más importantes en la infección del VIH a células humanas. Tanto que este importante descubrimiento podría conllevar la generación de nuevos fármacos antirretrovirales. ¿Significa esto que hayamos acabado con el VIH y el SIDA posterior? Naturalmente, no. Pero sin duda, nos acerca a un futuro más o menos lejano en el que la estructura molecular del VIH sea la piedra angular donde giren muchos de los novedosos medicamentos.

Como explicó Peter Preusch, este trabajo permite un mayor conocimiento sobre el mecanismo de infección del VIH, así como sobre los medicamentos ya existentes en el mercado (tales como el maraviroc), además de ofrecer vías alternativas de bloqueo de otros fármacos no comercializados:

Structural details can offer tremendous insight into how proteins and drugs work, also aiding the development of therapeutic agents.

Los científicos planean continuar con su trabajo, mediante el desarrollo de estudios estructurales de estos receptores y otras proteínas específicas del VIH. Todo este conocimiento permitirá la generación de decenas de imágenes de alta resolución sobre este virus, y quizás, en el futuro, muchos pacientes puedan beneficiarse de los avances conseguidos en biología estructural.

Tomado de:

ALT1040

Clasificación de los seres vivos (por fuente de energía, fuente de carbono y por necesidad de oxígeno)

1. INTRODUCCIÓN

Existen diversas clasificaciones para organizar la materia “viva”. Una de las más básicas y fundamentales consiste en clasificar los organismos en función de su fuente de energía, de su fuente de carbono y de su necesidad o no de oxígeno. A continuación analizaremos cada una de ellas y al final del artículo, a modo de resumen, podrán encontrar una tabla esquemática que resume muy brevemente cada una de las clasificaciones.

2. CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS (FUENTE ENERGÉTICA)

• Fotótrofos: organismos cuya fuente energética es la LUZ.
• Quimiótrofos: organismos cuya fuente energética se deriva de COMPUESTOS QUÍMICOS.

3. CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS (OBTENCIÓN DE CARBONO)

• Autótrofos: organismos cuya fuente de carbono la obtienen del CO2 del ambiente.
• Heterótrofos: organismos cuya fuente de carbono la obtienen de otros COMPUESTOS ORGÁNICOS.

4. CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS (NECESIDAD DE OXÍGENO)

• Aerobios estrictos: organismos que dependen del oxígeno, pero que no pueden sobrevivir a altas concentraciones de este.
• Anaerobios estrictos: organismos que no pueden sobrevivir o desarrollarse en presencia de oxígeno.
• Anaerobios facultativos: organismos que pueden desarrollarse y sobrevivir tanto en ausencia como en presencia de oxígeno.

5. ANEXO

 

Tabla 1. Clasificación de los seres vivos en función de su fuente energética, de carbono y de su necesidad de oxígeno

Fuente:

Saber Práctico

Esta es la estructura general de los aminoácidos...

1. INTRODUCCIÓN

Los aminoácidos son moléculas orgánicas compuestas por un carbono alfa (Cα) unido a un grupo amino (NH2), un grupo carboxilo (COOH), un átomo de hidrógeno (H) y una cadena lateral (R’).

A pH fisiológico (pH ≈ 7,4) el grupo amino se protona y el grupo carboxilo se desprotona dando lugar a las especies químicas (NH₃⁺) y (COO^-) respectivamente.

En el punto 2 se muestra el esquema básico de un aminoácido y su estructura tridimensional.

2. ESTRUCTURA BÁSICA DE LOS AMINOÁCIDOS

 

3. REFERENCIAS

• Cox, M. y Nelson, D. (2007). Principios de bioquímica (Quinta edición). Barcelona: Ediciones Omega.
• Biorom.uma.es (2005). Estructura tridimensional de la glicina. Consultado el día 20 de agosto de 2013. Disponible [AQUÍ].
• Tomado de: Saber es Práctico

Descubren el freno molecular que causa el jet lag

Una proteína evita que nuestro reloj corporal se reinicie con la luz cuando hacemos viajes largos.

Investigadores de la Universidad de Oxford aseguran que han encontrado el "freno molecular" que evita que la luz restablezca el reloj corporal cuando hacemos vuelos trasatlánticos, lo que resulta en jet lag. 

Los experimentos, publicados en la revista Cell, muestran cómo el "desmantelamiento" de estos frenos en ratones les permitió adaptarse más rápido.

Expertos esperan que este hallazgo ayude a desarrollar nuevos fármacos para el jet lag y otros tratamientos para trastornos mentales.

El reloj corporal nos mantiene a tono con los patrones del día y la noche. Lo que significa que dormimos en la noche. Pero también afecta el hambre, el estado de ánimo y la presión arterial.

La luz actúa como un botón de reinicio para mantener el reloj ajustado. Pero cuando viajamos por todo el mundo, a nuestro cuerpo le lleva tiempo ajustar su reloj. Esto resulta en una fatiga que puede durar días y que se conoce como jet lag.

Reloj maestro

El equipo de investigación, financiado por la institución británica The Wellcome Trust, quería descifrar el motivo por el cual las personas no se adaptan inmediatamente. Y se fijaron en ratones debido a que todos los mamíferos tenemos el mismo mecanismo del reloj corporal.

Se centraron en el "reloj maestro" que se encuentra en una parte del cerebro -mantiene al resto del cuerpo sincronizado- y se llama núcleo supraquiasmático.

Los responsables del jet lag serían unos "frenos moleculares".

Buscaron las secciones del ADN que cambian sus niveles de actividad como respuesta a la luz y descubrieron una gran cantidad de genes que se activaban.

Pero entonces se toparon con la proteína SIK1, que los fue apagando a todos de nuevo. Actuaba como un freno que limitaba el efecto de la luz.

Los experimentos para reducir la función de la SIK1 mostraron que los ratones pudieron adaptar su reloj corporal con rapidez cuando fue desplazado seis horas, el equivalente de un viaje promedio trasatlántico. 

Reinicio

"Redujimos los niveles en un 50-60%, lo cual es lo suficientemente grande como para obtener un gran efecto", le explicó a la BBC el profesor Russell Foster. Vimos que los ratones podían en efecto avanzar sus relojes biológicos seis horas en cuestión de un día (en vez de los seis que le lleva a un ratón sin tratamiento)".

"Ya sabíamos de hacía tiempo que existía un freno en el reloj, pero no teníamos ni idea de lo que era. Esto ofrece una base molecular para el jet lag y -como resultado- nuevos blancos para potencialmente desarrollar fármacos nuevos".

El especialista agregó que algunos trastornos de salud mental, incluyendo la esquizofrenia, tienen que ver con que el reloj corporal esté fuera de tono, así que estos hallazgos pueden abrir las puertas a nuevas áreas de investigación.

Es posible que estos frenos funcionen para prevenir que el reloj corporal sea errático y se reinicie por la luz artificial o la de la luna.

El especialista del reloj corporal Akhilesh Reddy, de la Universidad de Cambridge, se mostró confiado en que lo siguiente será desarrollar tratamientos, pues se trata de un blanco fácil de medicar "y sospecharía que hay muchos posibles fármacos que ya están disponibles".

"Es mucho lo que sabíamos sobre las bases del jet lag y las razones por lo que ocurre", le dijo a la BBC. "Esto lo que demuestra es cómo puedes entrar al cerebro y manipular el reloj, razón por la cual este estudio es importante".

"Tenemos fármacos que pueden hacer que el reloj sea más corto o largo, lo que necesitamos es cambiarlo a una nueva zona horaria y eso es lo que hicieron (los investigadores)".

Fuente:

BBC Ciencia

¿Por qué salta el aceite al freír?

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Vídeo: Mario Viciosa | Daniel Izeddin | Madrid

Nos ha pasado algunas veces a todos, o al menos a todos (a mí entre otros) los que nos gusta transformar los alimentos brutos, incomestibles, en delicias para el paladar. Una forma de hacerlo es freír estos alimentos a temperaturas superiores a la de ebullición del agua, unos 100ºC a nivel de mar, mucho menos en la altiplanicie boliviana, por ejemplo. A 140ºC los componentes de los alimentos se trocean (molecularmente) mejor que a 100ºC, de manera que freír es un buen procedimiento de cocina. Pero si no se tiene cuidado, el aceite 'salta', y a esas temperaturas produce quemaduras importantes.

El aceite hirviendo, él solo en una sartén, produce grandes cantidades de humo (grasa vaporizada), pero no molesta gran cosa. Ahora, si en una sartén con aceite más caliente que la temperatura de ebullición del agua allí donde estemos, echamos agua, de alguna forma, este agua se vaporizará instantáneamente, aumentará muchísimo su presión y explotará la burbuja formada de vapor como un globo sobrehinchado, arrastrando aceite de muy alta temperatura.

Los alimentos, cómo parte de seres vivos, contienen agua. De hecho, las células componentes de los alimentos son esencialmente globos de agua. Al romperse sus paredes por acción del calor, sale el agua que se vaporiza al instante. Y el aceite 'salta'.

Fuente:

El Mundo Ciencia

Logran una máquina para extraer ADN en tan solo dos minutos

Un trabajo de la Universidad de Washington y la compañía NanoFacture permitiría agilizar buena parte de los trabajos de investigación que se realizan en laboratorios u hospitales.

Investigadores de la Universidad de Washington y la empresa NanoFacture han desarrollado una máquina capaz de extraer ADN en tan solo unos minutos. Este logro supondría una gran revolución en los miles de laboratorios de investigación relacionados con el área de biología molecular.

Extraer ADN no es una tarea rápida, sino que consiste en realidad en un proceso en cierta manera laborioso, en el que los científicos han de conseguir los siguientes objetivos:

1. Romper la membrana plasmática de las células (en otras palabras, la envoltura externa de las células), y hacer lo mismo con la membrana nuclear, donde se sitúa el ADN en las células eucariotas (a diferencia de lo que ocurre en bacterias)
2. Utilizar sal para evitar la unión de proteínas al ADN (al fin y al cabo, estamos realizando un proceso de purificación del material genético)
3. Precipitar el ADN con alcohol (ya que aunque es soluble en agua, gracias al alcohol conseguimos que se desenrolle y precipite, ayudando a la fase de extracción). Además, mediante este tercer paso también separamos el ADN de otros componentes celulares

Los métodos convencionales para extraer ADN, además de contemplar estos tres pasos anteriores, incluyen el uso de centrifugadoras y compuestos químicos. Normalmente, la purificación de ADN se realiza en un tiempo aproximado de media hora.

Sin embargo, gracias al logro de los investigadores norteamericanos, podríamos ser capaces de extraer ADN en tan solo unos minutos. Mediante la máquina que han desarrollado, situaríamos la muestra biológica (por ejemplo, saliva o sangre) en un compartimento, donde luego se aplica un pulso eléctrico. Esto hace que las partículas se concentren alrededor de una sonda minúscula que contiene la máquina, de forma que las moléculas de ADN son de algún modo atrapadas en esta superficie.

Gracias a esta innovación tecnológica, conseguimos extraer ADN en tan solo dos o tres minutos, un tiempo muy corto en comparación con lo que se tardaba utilizando las técnicas convencionales. Esta máquina ha recibido la denominación de NanoFacture DRS, y podría dar un vuelco a las miles de investigaciones en biología, medicina o genética que se producen a diario en centros de I+D y hospitales.

Dado que rutinariamente se utiliza la purificación de ADN en los laboratorios, el logro de la Universidad de Washington y esta compañía podría causar una auténtica revolución en un mercado estimado de 3 mil millones de dólares. Así sería más fácil agilizar todos los trabajos de investigación en los que se ha de extraer ADN, bien para utilizarlo en etapas posteriores o manipularlo, o bien para enviarlo a secuencia

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ALT1040

Cuatro razones que hacen al ADN una molécula tan inteligente

Está estructurado como una escalera, se abre y se cierra como una cremallera y codifica los datos como la clave Morse. Es el ADN, la molécula que contiene nuestra información genética, y cuya estructura se conoce desde hace 60 años.

La publicación de esa estructura, el 25 de abril de 1953, fue vital para entender cómo lleva a cabo sus tareas con tal efectividad.

En realidad, es difícil pensar en otra molécula que realice tantas funciones inteligentes con tan poco esfuerzo.

¿Qué es lo que hace que el ADN sea tan inteligente?

Entérese con estas cuatro razones que le presenta BBC Mundo.

Su fortaleza colectiva

Para ser una molécula tan grande, el ADN es muy estable y puede durar mucho tiempo si se mantiene en condiciones frías, secas y oscuras. Por eso ha sido posible extraer y analizar ADN recogido de especies que se extinguieron hace miles de años.

La estructura en doble hélice es la que hace que las moléculas de ADN no se deshagan.

Los científicos han estudiado los genes de especies antiguas como el mamut lanudo.

Esta estructura es como una especie de escalera torcida sobre sí misma.

Los pasamanos de la escalera están hechos de fosfato de azúcar, que le da su forma a la molécula y protege la información que transportan los "escalones" del interior. Cada unidad de fosfato de azúcar está pegada a la siguiente con un enlace covalente, que sólo puede romperse usando una gran cantidad de energía.

Entre los "pasamanos", enlaces más débiles de hidrógeno conectan las dos mitades de los escalones. Por sí solo, cada enlace de hidrógeno es débil, pero hay miles en una sola molécula de ADN, por lo que el efecto combinado es una fuerza estabilizadora extremadamente potente.

Es esta fortaleza colectiva del ADN la que ha permitido a los científicos estudiar los genes de especies antiguas como el mamut lanudo, extinto pero conservado en el hielo.

Una copiadora inteligente

Corrección de errores

Las consecuencias de leer o copiar información de manera equivocada puede ser desastrosa y causar deformidades en las proteínas.

Así que a medida que el ADN se replica, las enzimas llevan a cabo un trabajo de corrección y corrigen errores raros.

Ellas tienden a reparar el 99% de esos tipos de errores, y hay revisiones adicionales posteriores.

Para que crezcamos y nos regeneremos, nuestras células deben dividirse, pero cada célula necesita instrucciones sobre "cómo ser una célula".

El ADN ofrece estas instrucciones, por lo que debe copiarse a sí mismo antes de que se divida cada célula.

Y es la estructura inteligente la que permite esto. Los "escalones" de la escalera de ADN están hechos de cuatro tipos distintos de moléculas con base en el nitrógeno: A, T, G y C. Éstas forman pares complementarios. La A siempre se une con la T, y la G con la C.

Así que una parte de la doble hélice del ADN puede usarse como modelo para producir una parte que lo complemente a la perfección. Es como hacer una cremallera nueva para un abrigo, pero usando como base la mitad de la cremallera vieja.

La parte original y la nueva se unen para formar una nueva hélice, que es idéntica al original.

De manera inteligente, el ADN humano puede "replicarse" en cientos de puntos de la estructura al mismo tiempo, lo que acelera el proceso para una molécula muy larga.

Contorsionista molecular

"Cada uno de nosotros cuenta con suficiente ADN, si se estira en una línea recta, como para ir al Sol y de vuelta más de 300 veces."

El ADN es una de las moléculas más largas del mundo natural. Cada uno de nosotros cuenta con suficiente ADN, si se estira en una línea recta, como para ir al Sol y de vuelta más de 300 veces.

Sin embargo, cada núcleo celular debe tener dos metros de ADN, así que debe ser muy flexible. Se enrolla, casi como el cable de un teléfono, hasta formar apretadas estructuras complejas que se llaman cromatinas.

Y a pesar de estar agrupado de manera tan apretada, todavía puede acceder al material genético para crear nuevas copias y proteínas cuando sea necesario.

Dos metros de ADN se enrollan como el cable de un teléfono para que quepan en cada célula.

Las células humanas contienen 23 pares de cromosomas y cada uno tiene una larga molécula de ADN así como las proteínas que lo empaquetan.

No sorprende, entonces, que el ADN tenga que ser extremadamente flexible.

Esta forma doblada y empaquetada de ADN es aproximadamente 10.000 veces más corta que la línea de ADN si se estirara.

Por eso nos podemos dar el lujo de tener los planes para todo nuestro cuerpo en casi cada célula.

Base de datos biológica

"Apenas un gramo de ADN puede tener unos dos petabytes de datos, el equivalente a tres millones de CDs."

Los genes están formados por tramos de la molécula de ADN que a su vez tienen información sobre cómo construir proteínas, los fundamentos de la vida que forman todo lo que somos.

Las diferentes secuencias de los cuatro tipos de bases de ADN hacen "códigos" que pueden traducirse en los componentes de las proteínas, llamados aminoácidos.

Estos aminoácidos, en sus diferentes combinaciones, pueden producir al menos 20.000 proteínas diferentes en el cuerpo humano.

Podemos imaginarlo como la clave Morse. Ésta también utiliza sólo cuatro símbolos (punto, raya, espacio corto, espacio largo), pero es posible deletrear enciclopedias enteras con este código simple.

El ADN codifica los datos de manera similar a la clave Morse.

Apenas un gramo de ADN puede tener unos dos petabytes de datos, el equivalente a tres millones de CDs.

Eso es particularmente inteligente, en especial cuando se compara con otras moléculas que guardan información. Si se usa la misma cantidad de espacio, el ADN puede guardar 140.000 veces más datos que las moléculas de óxido de hierro (III), que guarda la información en los discos duros de los computadores.

El ADN puede ser minúsculo, pero entre sus propiedades se cuentan la estabilidad, la flexibilidad, la replicación y la habilidad de guardar ingentes cantidades de datos.

Por eso, debe ser una de las moléculas más inteligentes que conozcamos.

Con las enormes cantidades de datos que producen sistemas de computadores cada vez más grandes, las soluciones tradicionales para almacenar datos -como los discos duros magnéticos- se están volviendo voluminosos y pesados.

Los investigadores ya han utilizado el ADN para guardar información producida artificialmente. ¿Podría ser este el futuro del almacenamiento de datos?

 

Fuente:

 

BBBC Ciencia

Revelan método que utiliza moléculas de ADN para moldear el grafeno

En un artículo publicado en el número del 9 de abril de Nature Communications, un equipo de ingenieros químicos y moleculares del MIT y de la Universidad de Harvard describen un método para crear moldes a escala nanométrica para darle formas al grafeno utilizando moléculas de ADN.

Tras construir nanoestructuras de ADN de variadas y precisas formas, estas moléculas se pueden utilizar como moldes para crear chips electrónicos hechos de grafeno, pues como recordaremos, el material que consiste en un arreglo hexagonal y bidimensional de átomos de carbono tiene increíbles propiedades eléctricas.

Aunque suene increíble, crear nanoestructuras complejas de ADN no es algo tan complejo, de hecho, uno de los autores del estudio, Peng Yin, ha creado más de 100 distintas formas a  escala nanométrica, como por ejemplo todo el alfabeto y varios emoticones. Todas las letras y figuras de la siguente imagen fueron creadas por Yin utilizando una técnica que apoda: ‘Origami de ADN‘. (Click para agrandar la imagen).

Link: Folded DNA templates allow researchers to precisely cut out graphene shapes which could be used in electronic circuits (Phys.org)

Fuente:

FayerWayer

Un avión se propulsa con grasa de freir desde Amsterdam hasta Nueva York

La aerolínea holandesa KLM realizará un vuelo semanal en la línea que cubre la ruta Nueva York-Amsterdam propulsado con grasa de freír. La nave ya es conocida en el país como "el vuelo de la patata", debido al origen del biocomubustible mucho menos contaminante. 

 

El director de KLM, el ministro holandés de Economía y el alcalde de Ámsterdam frente al avión | 

La aerolínea holandesa KLM efectuará un vuelo semanal entre Nueva York y Amsterdam propulsado con biocombustible producido a partir de grasa utilizada para freír, según ha anunciado la compañía.

Cada jueves, un Boeing 777 conectará el aeropuerto John F. Kennedy de la ciudad estadounidense con el de Schiphol utilizando este tipo de biocombustible sostenible, en un vuelo al que la prensa holandesa se refiere ya como el "vuelo de la patata", en alusión al origen del carburante.

El primer vuelo de prueba se llevó a cabo el viernes con dirección a Nueva York, después de numerosos ensayos llevados a cabo por KLM dentro de su programa de biocombustibles.

Además de su programa de biocombustible, KLM está estudiando modos de reducir el consumo de carburante y las emisiones de CO2 en todos sus vuelos en cooperación con investigadores, aeropuertos y autoridades de tráfico aéreo, según explicó la empresa en un comunicado.

 

Fuente:

Antena3

¿Y si Homer Simpson hubiese muerto al comer fugu?: la mortal tetradotoxina

Debutó en 1989 y tras 24 temporada, con algunos altibajos, “Los Simpsons” siguen dispensando un sinfín de argumentos que han mantenido la serie en un éxito constante. Sin embargo, no se caracteriza por estrecho el número de ocasiones en las que Homer, su indiscutible epicentro, se ha visto al borde de la muerte debido a las arriesgadas apuestas de los guionistas. En “Un pez, dos peces, pez fugu, pez azul” (”Aviso de muerte” en los países latinoamericanos) fue cuando nuestro antihéroe pudo haber sufrido el más fatal de los destinos al consumir “fugu”, palabra japonesa que designa la carne y el animal del que procede: el pez globo, recipiente del tóxico de origen animal más potente conocido hasta nuestros días. Finalmente Homer sobrevivió una vez más a la muerte pero, ¿qué hubiese ocurrido si hubiese sucumbido al envenenamiento?

El fugu es uno de los platos más celebrados de la cocina japonesa. El pez globo, a partir del cual se prepara el manjar, contiene concentraciones de una potente neurotoxina denominada “tetradotoxina” en sus vísceras (principalmente en las órganos sexuales – o gónadas - y el hígado) que al contrario de lo que puede parecer, no se trata un mecanismo de defensa. Para este fin, el animal infla el estómago, impidiendo ser ingerido. Sin embargo, el tóxico no es más que un “regalo” que este pez, que ya no nos parece tan simpático, deja a sus depredadores. Se trata de un químico 10000 veces más mortífero que el cianuro y de 10 a 100 veces más letal que el veneno de la araña viuda negra, por lo que la preparación de esta carne, desde 1958, está restringida a profesionales formados para tal fin. Pero ¿Y si nuestro experto tiene las manos ocupadas y nos toca un aprendiz incompetente como a Homer?

Nuestro Sistema Nervioso se vale de impulsos eléctricos para transmitir de un lado a otro información relevante para su funcionamiento. Esto es posible gracias el flujo que acontece en las neuronas y en el exterior de éstas, permitiendo que moléculas (iones) eléctricamente cargadas (aniones de ser positivos y cationes en el caso negativo) viajen a través de las membranas neuronales gracias a poros acuosos denominados “canales iónicos”. Que haya actividad eléctrica entre el ambiente del interior celular y el externo se ve afectado por la desigual distribución de cargas eléctricas (negativas y positivas) en ambos lados de la célula nerviosa, a cada lado de la membrana. En neurofisiología esta diferencia es conocida como “potencial de membrana” y representa el voltaje (carga eléctrica) generado a través de la ésta, que limita ambos entornos. Si la comunicación se mantiene inactiva, la célula se encuentra en el “potencial de reposo”, pero si este estado se ve alterado, ocurre el “impulso nervioso” o “potencial de acción” (estado activo de la comunicación) hasta el restablecimiento del estado “inactivo” de reposo. Uno de los aniones que intervienen en este proceso es el sodio (representado como Na+), que viajará a través de los poros acuosos situados para él en la membrana: los ya nombrados canales iónicos. Pero estas vías no están siempre abiertas. 

Algunas de ellas dependen de la misma misma carga eléctrica que produce la actividad, por lo que son denominadas “canales de Na+ dependientes del voltaje”.

 

Pero ¿qué relación tiene esto con el animal que aterra a la familia Simpson? La “tetradotoxina” (TTX), cuya estructura fue por Robert Burns Woodward en 1964, recibiendo el Premio Nóbel de Química al año siguiente, bloquea los “canales de Na+ dependientes del voltaje” con una cantidad tan ínfima como 1 micromolar, ¡la millonésima parte de un mol! (peso molecular expresado en gramos). Así las cosas, esta sustancia impide la producción de potenciales de acción e interrumpe la comunicación del Sistema Nervioso, inhibiendo la actividad neuromuscular y paralizando las constantes vitales. Tan solo 0.51 mg son suficientes para provocar la muerte instantánea y la cantidad de tóxico que contiene un único ejemplar de este pez es suficiente para acabar con 30 individuos. Hasta la fecha no se conoce antídoto, por lo que Homer hubiese experimentado parestesia (hormigueo, acorchamiento y entumecimiento) en las extremidades y el rostro, temblor muscular, convulsiones, arritmia (irregularidad en las contracciones del corazón)… Finalmente, la agonía terminaría con parada respiratoria. No obstante, la parálisis de todo el cuerpo la hubiese experimentado en plena conciencia ya que el tóxico no cruza la barrera hematoencefálica, un sofisticado producto evolutivo que aísla al cerebro de muchas sustancias extrañar, siendo permeable a las necesarias para su funcionamiento y a otras como la cafeína, el alcohol, la heroína o el éxtasis. 

Aun con todo esto, la “tetradotoxina” se explora por sus efectos analgésicos y parece que la cocina japonesa ha dado con el procedimiento para sortear su amenaza. Afortunadamente los guionistas de “Los Simpsons” fueron benévolos y no nos hicieron experimentar una escena que a muchos fans nos hubiese traumatizado. ¡Parece que todavía queda mucho Homer por delante!

Tomado de:

Ojo Científico

Científicos están desarrollando un test sanguíneo para identificar a los suicidas

El año pasado un equipo de investigadores suecos publicaron un estudio donde asociaban los intentos de suicidio con un índice bastante más alto que lo normal de un compuesto químico en el cerebro llamado ácido quinolínico, un neurotransmisor asociado a la inflamación.

Ahora, otro equipo de investigadores australianos están utilizando este descubrimiento para desarrollar un test que mide los niveles de ácido quinolínico en la sangre. De ésta forma, se podrían detectar los cambios bioquímicos del cerebro que causan depresión y otro tipo de enfermedades mentales, pues a mayor nivel de ácido quinolínico, es más probable que una persona tenga intenciones suicidas.

Entendemos que este método no sería infalible para prevenir los suicidios, pero, sin duda que sería una excelente herramienta para complementar un diagnóstico clínico. 

“Estimamos que tardaremos unos doce meses para desarrollar el test, el que entregaría resultados entre 24 y 48 horas“, aseguró uno de los científicos que trabaja en el proyecto.

Link: Scientists Are Developing A Blood Test To Determine Whether People Are Suicidal (Popular Science)

Tomado de Fayer Wayer

Una medicina elimina el alcohol de nuestro cuerpo al instante

Investigadores han conseguido reducir los nivel de alcohol en sangre en ratones ebrios inyectándoles unas nano cápsulas que contienen enzimas claves para el metabolismo del alcohol. Esta medicina que reduce el alcohol en sangre vuelve a demostrar que la tecnología al servicio de los medicamentos tiene grandes expectativas de futuro.

Las enzimas son proteínas que catalizan una amplia variedad de los procesos biológicos del cuerpo. Muchas de las funciones biológicas más importantes requieren precisamente organizar grupos de diversas encimas para trabajar en conjunto, a menudo dentro de un subcomponente celular denominado orgánulos. Aunque los investigadores han tratado durante años desarrollar estas nano cápsulas, siempre resultó extremadamente difícil mantener estables a las proteínas y controlar con precisión su tamaño.

La nueva investigación que ha sido realizada por dos de las universidad más prestigiosas en la ingeniería molecular de los Estados Unidos se basa en la posibilidad de envasar múltiples enzimas provenientes del alcohol dentro de una cáscara a nano escala que imita casi a la perfección a un orgánulo. Las cápsulas en las que se envasan las enzimas del alcohol estabilizan las proteínas y actúan como protector frente a los degradantes del cuerpo.

Por poner un ejemplo típico podemos decir que esta investigación hace el mismo trabajo que nosotros cuando éramos jóvenes y escondíamos todos nuestros juguetes tirados por toda la habitación debajo de la cama en un par de segundos haciendo que todo pareciera limpio y ordenado. Con esta nueva investigación se consigue que el alcohol envasado no afecte a nuestro cuerpo, aunque habría que tener también en cuenta las cantidades ingeridas de las que de momento dada la temprana fase del medicamente no pueden ser calculables.

En este caso en particular al tomarse por vía oral, el medicamento actuaría como si tuviéramos millones de células de nuestro hígado, donde se metaboliza el alcohol en nuestro cuerpo, pero está vez en el estómago.

En los últimos meses estamos asistiendo a grandes avances que podrían abrir la puerta a una nueva clase de fármacos potenciados por la tecnología como el gel de IBM que ayudaría a salvar vidas o más enfocado al mundo de la robótica, el primer ojo biónico aprobado para su uso por los Estados Unidos.

Fuente:

Gizmologia 

¿Cómo funciona la atracción sexual? (II)

Nuestro compañero Rubén vio por internet la siguiente noticia  y decidió plantear una pregunta que iba mucho más allá de la pregunta más obvia de “Esto es un timo, ¿No?”. De modo que hoy me dispongo a desentrañar que hay detrás de la atracción sexual desde el punto de vista químico y biológico.

   -  Continuación de ¿Cómo funciona la atracción sexual? (I)  -

Cabría por tanto preguntarse si lo que atrae al sexo opuesto de nosotros son nuestras feromonas (que en principio deben de ser muy parecidas en todos nosotros) o bien los productos de desecho de nuestra microbiota de la piel. Vamos que son las “cacotas” de tus bacterias las que le molan a la hembra y no tus propias feromonas y por tanto depende de la microbiota que tengas, y por tanto encerrar ese aroma en un perfume no parece ser muy viable.

Pero vayamos al otro aspecto: ¿Qué es lo que realmente nos atrae del sexo opuesto? 

La atracción sexual tiene componentes tanto psicológicos como genéticos y culturales y no parece estar totalmente determinado de la misma forma en todas las personas. Las zonas del cerebro implicadas en la atracción sexual según algunos estudios recientes son el sistema límbico, incluyendo el hipocampo y la amígdala. Para quien sepa un poco de fisiología cerebral, se trata de algunas de las zonas más conservadas en los cerebros a lo largo de la evolución, es decir, una zona que apenas ha cambiado con el paso del tiempo y que funciona de una forma muy parecida en todos los animales.

En la mayoría de animales hay una parte del cuerpo que se ha desarrollado como muestra de potencia sexual y de ímpetu o vigor. Es el caso de plumas llamativas, crestas, papadas, cantos, movimientos, bailes, muestras de fuerza, colmillos muy desarrollados, etc. Tanto mostrar una parte del cuerpo con un brío especial, como un comportamiento vigoroso son una muestra de salud y de potencia del individuo, algo muy deseable a la hora de criar un hijo e inconscientemente, deseable para que lo herede nuestro hijo.

En muchos otros casos (sobre todo en insectos) el factor más importante son las feromonas y otras señales químicas que de alguna forma también dan una idea del vigor del individuo (si tienes fuerzas para generar hormonas es porque estás sano).

En nuestra especie no tenemos crestas (aunque algunos individuos se las peinen), cuernos (aunque a algunos les salga de forma figurada), plumas… pero sabemos perfectamente diferenciar a los individuos más activos sexualmente.

Desde un punto de vista visual, un cuerpo sano, musculado, alto, bien nutrido, con rubor en la cara y una actitud positiva es signo de salud en el caso de los hombres. Un cuerpo con curvas, labios rojos, rubor en la cara, pechos turgentes y pelo sano, así como una actitud positiva son signos de salud en la mujer. Todo ello acompañado de algo que parece ser crucial, la simetría (tanto en cara como en el resto de cuerpo).

Tendemos a pensar que son feos/as aquellas personas asimétricas. Un cuerpo que no está musculado suele ser más asimétrico que uno con una musculación marcada.

Desde un punto de vista acústico, no todas las voces nos resultan agradables. Aquellas voces que relacionamos con algo sexy nos suelen llevar a la atracción sexual (a nadie se le escapa el mito de la telefonista sexy, aunque físicamente no sepamos cómo es).

El olor es el sentido que más rápidamente evoca recuerdos y sentimientos porque la información va directamente a la corteza cerebral. Un olor negativo provocará un rechazo inmediato.

Si pasamos de estos tres niveles, tanto el tacto como el gusto son la barrera definitiva. El tacto es muy extenso en nuestro cuerpo y el gusto es tremendamente sensible.

Aunque al final, somos una especie inteligente. Una especie que sobrevive gracias a las herramientas y a su capacidad para fabricarlas. Una especie capaz de entender un problema y solucionarlo. Por tanto, y esto según mi impresión personal, la inteligencia de nuestro interlocutor es una de las cosas que más nos atrae a nivel sexual. Tendemos a fijarnos en la capacidad de resolución de problemas, la capacidad de hacernos sentir bien, de reír (muestra inequívoca de inteligencia siempre que no nos riamos de nuestro interlocutor claro).

Es por tanto la mezcla de simetría, salud e inteligencia lo que nos atrae de sexo opuesto a un nivel fisiológico o biológico si queréis.

Nota: Sobre atracción sexual hay mucho que decir y, sobretodo, muchas excepciones particulares a las normas generales que he expuesto, por eso invito a los lectores a que se abra un debate sobre lo que realmente nos atrae del sexo opuesto (o del propio).

Fuente:

Hablando de Ciencia

En este enlace puede acceder a la primera parte