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23 de mayo de 2014

Crean un nuevo tipo de ADN sin base en la naturaleza

Un equipo de investigadores del Instituto de Investigación Scripps de California (EEUU) ha logrado incorporar nuevas letras al alfabeto genético tras desarrollar una bacteria cuyo ADN incluye dos bases artificiales que no existen de forma natural, creando así el primer organismo vivo semisintético.

El estudio, publicado en la revista Nature, explica que han conseguido que el organismo utilizado para las pruebas, la bacteria “Escherichia coli” replicara sus células con relativa normalidad tras la modificación genética. Para conseguir la replicación de ADN, los investigadores tuvieron que proporcionar el par de bases (d5SICS y dNaM) a la bacteria, de forma artificial, así como las moléculas que las transportan. Afortunadamente, el material genético de las células del nuevo organismo semisintético replicaba las células con cierta velocidad y precisión, sin dificultar su crecimiento ni mostrar signos de perder sus pares de bases no naturales.

Los científicos esperan seguir creando moléculas artificiales que permitan el desarrollo de aminoácidos (componentes de las proteínas) no naturales que permitan la creación proteínas para funciones terapéuticas o de diagnóstico.

La idea de mejorar la estructura de doble hélice del ADN no es nueva; no en vano, el equipo de investigación del Instituto Scripps lleva trabajando en ello desde los años 90, logrando al fin, este hito en biología sintética con la creación del primer organismo semisintético capaz de albergar en su ADN un par de bases artificiales.

Fuente:

Muy Interesante

20 de noviembre de 2012

Curiosidades de la química y la vida que probablemente no conocías



* Un pequeño protóstomo, el tardígrado u osito de agua es un poliextremófilo capaz de sobrevivir a 6.000 atmósferas de presión y a más de de 5.000 grays de radiación, 500 veces más de lo necesario para aniquilar a los humanos.

  • Hay organismos capaces de soportar temperaturas altísimas y temperaturas muy bajas (ideales para habitar el lugar con el rango de temperaturas más amplio del mundo). En el calor, nadie como los organismos pertenecientes al género Pyrolobus, microorganismos capaces de prosperar en temperaturas de 113 ºC e incluso sobrevivir diez horas a 121 ºC. En el frío, una bacteria llamada Colwellia psychrerythraea, capaz de resistir temperaturas de hasta -196 ºC, la temperatura del nitrógeno líquido.
  • Las bacterias pertenecientes al género Geobacter son capaces de alimentarse de uranio. El Deinococcus radiodurans puede resistir radiaciones 2.000 veces mayores que la dosis letal para un ser humano.

  • Si agrandáramos la molécula de agua hasta el tamaño de una moneda de 10 centavos, una molécula de ácido nucleico tendría una anchura de 10 centímetros y varios cientos kilómetros de longitud. Ello se debe a que el agua está formada por moléculas simples, de solo tres átomos cada una. Hay moléculas de tamaños muy variables: las que tienen peso molecular mayor de 10.000 se conocen como macromoléculas. Por ejemplo, la celulosa tiene peso molecular de al menos 570.000. El ADN es una de las macromoléculas más grandes. El ADN de la E. coli, una bacteria común, contiene alrededor de 3 millones de pares de bases: su peso molecular ronda los 1.8000 g/mol.
  • Con todo, incluso las moléculas más grandes son microscópicas. Las cadenas de ADN son tan pequeñas que 5 millones de ellas cabrían en el ojo de una aguja.
Según 100 analogías científicas de Joel Levy:
Si todo el ADN de un cuerpo humano se uniera para formar una única cadena, tendría más de 300.000 millones de kilómetros de longitud; suficiente como para ir a la Luna y volver 390.000 veces, o como para ir al Sol y volver 1.000 veces. (...) Si los 3.000 millones de “letras” del genoma humano se colocaran en fila, separadas por un milímetro, la longitud sería 7.000 veces mayor que la altura del Empire State Building.
Fuente:

Xakata Ciencia

28 de mayo de 2012

Usando ADN como disco duro



Los investigadores, del departamento de Bioingeniería de la Universidad de Stanford buscaban, desde hace tres años, almacenar información digital en sistemas biológicos y finalmente lo consiguieron. Jerome Bonnet y sus colegas han logrado desarrollar un sistema para codificar, almacenar y borrar datos digitales en el material genético de células vivas. El invento, al que han denominado con las siglas RAD, se ha dado a conocer en la revista Proceedings of the National Academy of Science.


Los bits biológicos son dos segmentos de la bacteria E. Coli. Tal y como explicó Pakpoom Subsoontorn, otro de los investigadores:
En esencia, si la sección de ADN apunta en una dirección es un cero, y si apunta en la otra, es un uno.
Esta técnica podría ser una herramienta útil para estudiar el cáncer, el envejecimiento o el desarrollo de los organismos. Por ejemplo, el dispositivo permitiría contar cuántas veces se divide una célula, y averiguar así cuándo exactamente se tornan cancerígenas.

Vía | Vanguardia

Fuente:

5 de junio de 2011

E. coli: ¿bacteria amiga o enemiga?


La bacteria E.coli forma parte de una amplia familia. Algunas cepas de esta bacteria son más peligrosas que otras.

¿Pista clave?

Un restaurante de la ciudad de Lübeck, en el norte de Alemania, puede dar pistas sobre el origen del brote de la cepa letal de E.coli, ya que 17 personas se enfermaron tras comer en ese local, informan los medios locales.

"El restaurante no tiene culpa ninguna, pero es posible que la cadena de proveedores pueda aportar el dato decisivo que ayude a determinar cómo entró en circulación el germen patógeno", le dijo el microbiólogo Werner Solbach, de la Clínica Universitaria de Lübeck, al periódico Lübecker Nachrichten.

Los infectados acudieron al restaurante entre el 12 y el 14 de mayo. "Lo que llama la atención es que los enfermos formaban parte de diferentes grupos", indicó Solbach.

Lea: Un restaurante puede dar pistas del brote

En este enlace de ABC se informa que la infección ya llegó a 14 países de la Unión Europea.


Es ampliamente conocida por causar brotes de diarrea infecciosa y actualmente es la responsable de varias muertes, pero algunos científicos afirman que la bacteria E. coli nos ha dado la respuesta al secreto de la vida misma.

"Nos ha ayudado a entender quiénes somos", dice Carl Zimmer, autor de una biografía de la bacteria.

Incluso antes de cumplir la primera hora de nuestras vidas, la bacteria está presente en nuestro intestino en muchos casos, desplazando organismos más peligrosos.

La bacteria vive en la mayoría de otros animales de sangre caliente y, en la mayor parte de los casos, es inofensiva.

"Pero algunos miembros de la familia E. coli le han dado mala fama al grupo", dice Zimmer.

Aunque la cepa O104 está causando una enfermedad grave y muertes con el actual brote, hay cientos de tipos de E. coli que no causan ningún problema.

E. coli fue uno de los primero organimos de los que se obtuvo la secuencia de su código genético, profundizando nuestra comprensión de cómo funciona el ADN y, a final de cuentas, incrementando nuestro conocimiento de cómo funcionan los humanos.

Así lo planteó, aparentemente, el científico Jacques Monod: "Lo que es válido para el E. coli es válido para el elefante".

Muchas de las propiedades genéticas que gobiernan a la bacteria E. coli son válidas para nosotros mismos.

"Microfábricas"

Varias formas de E. coli han sido modificadas para el beneficio de la humanidad. La bacteria se está replicando en decenas de miles de institutos científicos en todo el mundo.

Es usada como una microfábrica: con las instrucciones correctas, puede ser modificada para producir rápidamente cientos de genes de proteínas específicas. Es la "bestia de carga" ideal: es fácil de cultivar, no requiere mucha energía ni demanda condiciones de vida sofisticadas.

Y algo más es crucial para los científicos: puede ser modificada con facilidad y replicada rápidamente.

Uno de los primeros logros que atañen a la bacteria es la producción de insulina humana.

En la década de los ´70, los científicos insertaron los genes responsables para codificar la insulina humana dentro de la bacteria y fueron capaces de producir vastas cantidades de la hormona para tratar la diabetes.

"Nacimiento de la biotecnología"

Antes de esto, las personas diabéticas dependían únicamente de la insulina aislada de fuentes como la orina de caballo y el páncreas de los puercos.

Producción de insulina con E. coli

Estas muestras de E. coli han sido modificadas para producir insulina.

Con este descubrimiento nació la industria de la biotecnología moderna.

La bacteria E. coli ha sido usada en la producción de antibióticos, vacunas y muchas otras terapias.

Y es aún usada en la investigación y en fases de desarrollo de la mayoría de las drogas, de acuerdo con Stephen Smith, del Trinity College, en Dublín.

Christopher Voigt, profesor asociado en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT, siglas en inglés), ha trabajado con E. coli para atacar células cancerosas.

"Puedes considerar esta bacteria como un vehículo para transportar droga", dijo.

"Creamos una cepa de E. coli que puede unirse específicamente a una molécula que está presente en la mayoría de las células con cáncer maligno y es capaz de llevar un agente terapéutico a la célula específica".

Este trabajo lo continúan investigadores en Berkeley, quienes están probando el procedimiento en ratones modelos.

"Carburante verde"

Christopher Voigt afirma que la investigación médica con la bacteria E. coli se está moviendo a una nueva fase y pasa de la producción de antibióticos que matan a las bacterias, a la modificación de la bacteria para que pueda interactuar con microbios benéficos que ya están presentes dentro del cuerpo humano.

Y el atractivo de la bacteria E. coli se ha ampliado: ingenieros y científicos de la computación están trabajando con ella también.

El profesor James Liao, de la Universidad de California, en Los Angeles (UCLA) y su equipo desarrollaron recientemente una manera de producir alcohol butílico con esta bacteria.

Algunos consideran al alcohol butílico como una alternativa ecológica a la gasolina y otros carburantes usados extensamente.

"Fuimos capaces de demostrar que la bacteria E. coli puede producir alcohol butílico de forma muy eficiente", dijo.

Su siguiente paso será incrementar el tamaño del proceso para ver cómo se comportan los organismos en tanques grandes, para probar más su viabilidad comercial.

"Computadoras vivientes"

Varios científicos están intentando sacar ventaja de la naturaleza digital del ADN en la bacteria E. coli. Die Karmella Haynes, de la Escuela Médica de Harvard.

"Tiene un código genético muy estricto, es casi como una computadora", dijo Haynes.

En la investigación, publicada en 2008, su equipo usó E. coli para ayudar a resolver un problema similar a los clásicos juegos matemáticos.

Basados en su diseño, pues cada bacteria E. coli funciona como una microcomputadora, ciertas bacterias fueron capaces de resolver el problema con rapidez, señaló Haynes.

Las aplicaciones de E. coli se amplían cada vez más, al insertarles genes que producen luz, las bacterias se han usado para hacer cámaras primitivas.

"Lado siniestro"

"Es un microbio increíble logrado, dentro y fuera del laboratorio", afirma Zimmer, autor de Microcosmos: E coli y la Nueva Ciencia de la Vida.

Es esta naturaleza versátil –su habilidad para sobrevivir en muchos ambientes, para tomar partes de código genético de otras fuentes y para replicarse rápidamente- lo que también le da un lado más siniestro.

Se afirma que es el organismo más estudiado de nuestro planeta. Algunos científicos dicen que sabemos más de la bacteria E. coli que de nosotros mismos.

Pero conforme emergen nuevas formas de E. coli infecciosas y que cobran vidas, hay varios experimentos cruciales que aún se necesita realizar.

Fuente:

BBC Ciencia

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27 de mayo de 2011

Infección en Alemania: 'E. coli', la bacteria de las hamburguesas

Verduras preparadas en un local de Hamburgo.| Reuters | Morris Mac Matzen

Verduras preparadas en un local de Hamburgo.| Reuters | Morris Mac Matzen

  • Congelar o cocinar bien los alimentos destruye la bacteria, habitual en las vacas
  • Brotes como el alemán se producen por contaminación alimentaria
  • Muchos casos de infección por 'E. coli' pasan desapercibidos por su levedad

La aparición de un brote de infección por la bacteria 'Escherichia coli' ha desatado la alarma esta semana en Alemania, con cientos de personas afectadas y al menos tres víctimas mortales. Y aunque una senadora germana apunta a pepinos de origen español como origen del brote, los especialistas explican que la carne o las verduras crudas suelen ser los principales 'sospechosos habituales' de este patógeno.

Como explica a ELMUNDO.es Luis Ángel Fernández Herrero, investigador del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), el problema de este tipo de brotes suele estar relacionado con algún alimento contaminado, o no tratado adecuadamente frecuentemente asociados a la presencia de la bacteria en carne de ternera picada, verduras frescas o zumos no pasteurizados. "En ocasiones, cepas de la bacteria 'E. coli', como la O157:H7, son capaces de producir en el tracto intestinal unas toxinas denominadas Shiga, que pueden dañar la función renal y causar hemorragias como las que se han visto en los afectados por este brote en Alemania", explica.

Por ahora sigue siendo un misterio qué factores hacen que este patógeno cause síntomas leves en la mayoría de afectados (de hecho se cree que su incidencia está infradiagnosticada porque muchos pasan desapercibidos) o en otros llegue a generar estas toxinas tan letales. "Los niños, personas jóvenes o ancianos suelen ser más susceptibles; pero se desconoce si además de la susceptibilidad del propio individuo hay algún otro elemento en la flora intestinal que influye en que la bacteria tenga éxito o no".

Los brotes graves, como el registrado en Alemania (donde se atribuyen a esta infección entre tres y cuatro víctimas mortales), no son habituales, señala el especialista español; aunque cuando se producen hay que buscar su origen en algún tipo de contaminación alimentaria, como ya están haciendo las autoridades alemanas. En Europa se diagnostican varios miles de casos anualmente, aunque los brotes no suelen afectar a tantas personas simultáneamente como ocurre ahora en Alemania. En 2006 EEUU sufrió también un brote muy grave en varios estados causado por un lote de espinacas frescas envasadas.

Habitual en el intestino vacuno

El 'culpable' más habitual de las intoxicaciones por esta bacteria suele ser la carne de ganado vacuno picada, por lo que la 'E. coli' enterohemorrágica O157:H7 (como la que está actuando en Alemania) comenzó denominándose 'la bacteria de las hamburguesas'. "Esta bacteria es endémica en el intestino de ganado vacuno, en regiones desarrolladas como Europa, EEUU o Japón", aclara Fernández, "y se calcula que al menos un 30% del ganado puede estar infectado sin tener síntomas". Curiosamente, la 'E. coli' enterohemorrágica es mucho menos frecuente en las regiones pobres del planeta, donde su 'pariente', la 'E. coli' enteropatógena, suele ser la más habitual.

Cuando se produce algún error en la cadena alimentaria, es posible que alguna porción de los intestinos o las heces de los animales donde se encuentra habitualmente el patógeno llegue hasta la carne destinada al consumo humano. Y mientras que en un filete, el calor de cocinarlo destruye esta bacteria de la superficie de la carne; esta 'destrucción' no se produce al cien por cien en el caso de la carne picada, en la que la bacteria de la superficie se mezcla y es más fácil que se consuma sin estar bien cocinada.

Lo mismo puede ocurrir en el caso de las verduras y vegetales (los pepinos, según apuntan los primeros indicios en Alemania). La contaminación en este caso se produciría por contacto con heces de los animales (o bien con fertilizantes naturales) y su consumo crudo facilitaría la infección. "Un lavado con agua no sería suficiente para acabar con la 'E. coli', que sí se eliminaría cociendo las verduras o bien mediante un proceso de congelación", explica el experto del CSIC.

Y como añade por su parte Concepción Gimeno, especialista del servicio de Microbiología del Hospital Clínico Universitario de Valencia, un lavado con agua y lejía, sumergiendo las verduras durante 10 minutos (o bien empleando productos ya preparados para el lavado de hortalizas) sería otra posibilidad para eliminar la bacteria.

Fuente:

El Mundo Ciencia

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