Replicación del ADN

En este vídeo podéis ver una animación sobre el proceso de replicación del ADN: representa una horquilla de replicación y como interviene la helicasa, las ADNpolimerasas, la ARNprimasa, la hebra conductora, la retardada, los fragmentos de Okazaki, etc. Espero que os ayude a entender mejor los apuntes.

Epigenética y evolución

La epigenética hece referencia al estudio de aquellos factores no genéticos que intervienen en el desarrollo. Dicho de otro modo, analiza los mecanismos de regulación genética que no implican cambios en la secuencia de ADN. Cada ser vivo es como es gracias a la información genética contenida en sus genes, pero también a la influencia ambiental. Así, el orden en el que se dispongan las bases de los nucleótidos del ADN será esencial para su expresión como proteína. La alteración de dicha secuencia nucleotídica, es decir una mutación, podría implicar la aparición de una proteína diferente y por tanto de una nueva caracterísitica que por mitosis podría pasar de una célula a otra célula hija. Si esta mutación afectara a las células germinales podría transmitirse, mediante la meiosis, a los gametos y pasar así de generación en generación, manteniéndose en el tiempo si fuera ventajosa desde el punto de vista adaptativo. Este es, en esencia, el mecanismo evolutivo neodarwinista. Pero la actividad de los genes está también modulada por determinadas sustancias que los activan o inactivan sin modificar la secuencia del ADN, por lo que podemos hablar de un "código epigenético". Tal vez el caso más estudiado sea la metilación de la citosina del ADN, pero hay otros mecanismos epigenéticos. Se descubrió hace años que la metilación del ADN inactiva determinados genes supresores de tumores, como el p16, y provoca la aparición del cáncer, por lo que este hallazgo abrió un nuevo campo de investigación biomédica. Se ha descubierto también que la dieta influye en dichas metilaciones y, por tanto, en la activación o inactivación de ciertos genes. Pero además estas alteraciones que acumulamos en nuestra vida y que modifican la expresión de algunos genes (los caracteres adquiridos de los que hablaba Lamarck, en definitiva) también se manifiestan en las células germinales y pasan a la descendencia, por lo que podríamos hablar de cierto neolamarckismo que, de alguna manera, podría contribuir a acelerar el proceso evolutivo.

Si queréis saber más sobre este interesante tema podréis leer El mago de la epigenética en el blog Apuntes Científicos desde el MIT.

Transporte electrónico fotosintético

Para que os entretengáis este largo fin de semana os dejo una sencilla pero ilustrativa animación del transporte electrónico fotosintético, basada en la hipótesis quimiosmótica de Mitchell. Espero que os ayuden a entender este complejo mecanismo que, por otro lado, guarda cierta similitud con el transporte electrónico mitocondrial que os describí en una entrada anterior.

Imagen: Proyecto BIOSFERA
Animación: BIOMODEL

El bebé medicamento o DGP

Todo el mundo, yo el primero, se congratula por el feliz acontecimiento, cómo no hacerlo. De haberme visto en idéntica situación quizás yo mismo hubiese actuado de igual modo. Pero creo que no debemos quedarnos en lo que se ve y sí mirar más allá. Es posible entonces que surjan preguntas como éstas: ¿está justificada la selección de embriones para ayudarnos a tratar una enfermedad? ¿qué hacemos con los que no dan el perfil adecuado, los destruimos? Qué duda cabe que las técnicas de reproducción asistida han ayudado a numerosas parejas con problemas para tener hijos, y nadie creo que las discuta en la actualidad. Pero no quiero referirme a técnicas como la inseminación artificial o la fecundación in vitro las cuales, por otro lado, también llevan asociado el problema de qué hacer con los embriones no utilizados, ¿se destruyen? ¿se almacenan? ¿se emplean para investigación? En fin, la disyuntiva de siempre. Me refiero en concreto a la técnica empleada en este caso: el diagnóstico genético preimplantatorio o DGP. Dicha técnica es previa a los tratamientos de fecundación in vitro tradicionales y consiste en examinar el ADN de embriones humanos de apenas dos días para seleccionar aquellos que cumplen determinadas características y/o eliminar los que tienen algún defecto congénito ¿Es éticamente discutible dicha técnica? La respuesta no es fácil, al menos para mí. El primer escollo viene de atrás y es, ya lo dijimos, el de si los embriones deben ser considerados seres humanos y tienen, por tanto, la dignidad inherente a toda persona. En anteriores artículos en los que polemizábamos acerca de la investigación con células madre embrionarias se suscitó idéntico debate. Pero al analizar esta nueva técnica biomédica surge otro nuevo. En el caso que nos ocupa la finalidad ha sido seleccionar un embrión para ayudar a un hermano como donante de células madre de cordón humbilical para tratar la beta-talasemia; pero el siguiente paso podría ser la utilización de esta técnica para la selección de hijos a la carta para disfrute de la familia o, por qué no, para tener hijos con elevadas capacidades físicas, estéticas o intelectuales, vamos en una palabra: EUGENESIA. Por cierto, esta filosofía que defiende la mejora de los rasgos hereditarios humanos se ha utilizado a lo largo de la historia para justificar violaciones de derechos humanos como la esterilización forzosa, genocidios, abortos forzosos, segregación racial, control de la natalidad, etc. Al parecer, ya en las polis de Esparta se abandonaba durante un tiempo a los niños fuera de los límites de la ciudad para que sólo los más fuertes lograran sobrevivir.

Resumiendo, me alegro mucho por el niño sevillano como ya he dicho, pero el debate es otro.

Estimados colegas: ¡Usen protector solar!

Apreciados colegas, a continuación les hago llegar la relación de calificaciones obtenidas en la prueba de conocimiento sobre citología y enzimas. No se desanimen. Perseveren, pues la constancia se verá recompensada a final de curso. Como dijo el gran Murat, militar al servicio de su cuñado Napoleón Bonaparte:

"UN ESFUERZO MÁS, Y LO QUE IBA A SER UN FRACASO SE CONVIERTE EN UN ÉXITO"

(ah! y vean el video que les dejo, merece la pena)

Mary Sun Blacksmiths................ 3,25
Francis Crick................................ 7,25
Marie Curie.................................. 4,25
Charles Darwin............................ 5,00
Robert Hooke.............................. 5,00
Olivia Judson............................... S/C
Mary Leackey............................. 3,75
Lyn Margulis............................... 3,00
Gregor J. Mendel........................ 9,00
Rita Montalcini............................ 6,25
Ibn Nafiss..................................... 1,75
Severo Ochoa.............................. 6,25
Louis Pasteur............................... 3,25
Santiago Ramón y Cajal............. 6,75
James Watson............................. 9,00
Rosalyn Yalow............................. 9,50

Un chimpancé malo como nosotros

Santino pule las piedras antes de arrojarlas contra los que le visitan, lo que demostraría su capacidad de premeditar acciones

Santino recoge las piedras, las selecciona y las pule con calma. Luego, las arroja contra los visitantes del zoo de Furuvik, en Gävle, a unos 170 kilómetros al norte de Estocolmo. Para los científicos de la Universidad de Lund, en el sur de Suecia, ésta es una de las primeras pruebas de que un animal distinto del hombre puede hacer planes para el futuro de manera espontánea. Y no siempre con buena intención.

"Estas observaciones demuestran de forma convincente que nuestros hermanos los monos consideran el futuro de modo complejo y tienen una conciencia altamente desarrollada", afirma Mathias Osvath, autor principal de un estudio publicado hoy en la revista Current Biology. Osvath explica que muchos machos dominantes lanzan piedras cuando se sienten vigilados, porque creen que se está invadiendo su territorio. El caso de Santino es distinto porque recoge los proyectiles con antelación, lo que denota una planificación y una premeditación.

Según Osvath, los investigadores han registrado muchos comportamientos en los simios que podrían conllevar una planificación, tanto en libertad como en cautiverio, pero por lo general no ha sido posible juzgar si estaban respondiendo a una necesidad presente o futura. Es el caso de un chimpancé que arranca una rama para pescar termitas o recoge una piedra para romper una nuez. "Los escépticos siempre pueden argumentar que les motiva una circunstancia inmediata y no futura", señala Osvath, para quien este campo de la investigación está "lleno de ideología" ya que a los humanos "les cuesta reconocer que un animal sea igual que ellos".

Otros experimentos con chimpancés y orangutanes realizados en la Universidad de Lund han venido a corroborar la teoría de que tienen la capacidad de hacer planes de futuro, aunque se ha argumentado que los animales estaban condicionados por los científicos. En contraste con el estado de extrema agitación que le caracteriza cuando arroja las piedras, "siempre está calmado cuando recoge o fabrica su munición", subraya Osvath. En opinión del científico, los chimpancés en general, al igual que otros animales, probablemente tengan la misma habilidad que Santino. "Creo que los chimpancés salvajes deben hacerlo incluso mejor ya que dependen de ello para su supervivencia diaria y el entorno de un zoológico es mucho menos complejo que el de un bosque", señala.

Santino vive en el zoo de Furuvik, en Suecia

FUENTE

Obama levanta las restricciones para investigar con células madre en EE UU

El presidente de Estados Unidos, Barack Obama, ha puesto fin a ocho años de restricciones sobre la financiación con fondos federales a la investigación con células madre embrionarias, e indicó que la ciencia no está reñida con los valores morales. No obstante, ha dejado claro que no apoyará la clonación humana.

"Apoyaremos vigorosamente a los científicos que persigan esta investigación", dijo Obama en una ceremonia en el Salón Este de la Casa Blanca.

"Se podrán estudiar los cientos de cepas que se han creado."

Esta decisión, adelantada ya durante la campaña, se sitúa en el centro de una larga y acalorada controversia sobre la intersección entre la ciencia y las creencias morales individuales.

La iniciativa permitirá que los científicos puedan solicitar financiación a la principal institución de investigación médica de EE UU, los Institutos Nacionales de Salud (NIH), para estudiar las cientos de cepas que se han creado en los últimos años. Hasta ahora, si querían investigarlas debían recurrir a las ayudas privadas.

El pez de cabeza transparente

Macropinna microstoma es su nombre científico aunque se le conoce por su nombre en inglés de Barreleye Fish. Es una de las especies marinas que más ha tenido intrigado a los biólogos marinos por su cabeza transparente.

Ahora se ha descubierto que gracias a esa transparencia el pez aumenta su ángulo de visión y detecta mejor a sus posibles presas ya que tiene la capacidad de ver a través de su cráneo.

En este caso los dos ojos del pez flotan dentro de su cabeza y según han podido comprobar los científicos pueden rotar literalmente dentro del cráneo y ya que su piel es transparente el pez puede observar lo que ocurre fuera.

Fuente: 20minutos.es

La respiración celular (II): la cadena respiratoria

La cadena respiratoria acontece en las crestas mitocondriales, donde se encuentran las enzimas necesarias y específicas que permiten el acoplamiento energético y la transferencia de electrones. Para este proceso se necesita oxígeno en la célula.

La molécula de glucosa que inició la glucólisis está completamente oxidada. Parte de su energía se ha invertido en la síntesis de ATP por fosforilación a nivel de sustrato. Sin embargo, la mayor parte de la energía está en los electrones capturados por el NAD+ y el FAD. Los electrones procedentes de la glucólisis (NADH), de la oxidación del ácido pirúvico (NADH) y del ciclo de Krebs (NADH y FADH2) se encuentran en un nivel energético aún muy alto. En el transporte de electrones éstos son conducidos a través de una cadena con múltiples y sucesivos aceptores. Cada uno de los cuales es capaz de aceptar electrones a un nivel ligeramente inferior al precedente. Los transportadores pueden existir en dos estados de oxidación próximos, pasando del uno al otro según acepten o desprendan electrones.Cada par redox sólo puede recibir electrones de otro par que tenga potencial de reducción más negativo y solo puede cederlos al par que lo tenga menos negativo. El potencial mas negativo de la cadena respiratoria es el NAD+ con -0,32 voltios. En el otro extremo está el agua con +0,82 voltios.

Cuando los electrones se mueven por la cadena transportadora salen a niveles energéticos inferiores y van liberando energía. Esta energía se emplea para fabricar ATP, a partir de ADP, en el proceso de fosforilación oxidativa. Por cada dos electrones que pasan del NADH al oxígeno se forman 3 moléculas de ATP, salvo del NADH procedente de la gucolisis que, al ser extramitocondrial, utiliza la lanzadera citrato para entrar en la cadena respiratoria y eso hace que sólo rinda 2 ATP en vez de 3. Por cada dos electrones que pasan desde el FADH2 al oxígeno se forman 2 de ATP. El mecanismo por el cual se produce ATP se explica por la teoría del acoplamiento quimiosmótico de Mitchel. A continuación podéis ver una sencilla animación, pulsar en "GO".

Balance energético del catabolismo de glúcidos:

• La glucólisis produce 2 moléculas de ATP y 2 de NADH. En la cadena transportadora de electrones cada molécula de este NADH, al ser extramitocondrial, rendirá sólo 2 moléculas de ATP (2 NADH x 2 = 4 ATP) que sumados a los dos que se producen por fosforilación a nivel de sustrato suman un total de 6 ATP.
• La conversión de acido pirúvico en AcetilCoA en la matriz mitocondrial da 2 de NADH por cada molécula de glucosa (en este caso 2 NADH x 3 ATP= 6 ATP).
• En el ciclo de Krebs entran 2 moléculas de acetil-CoA y dan dos de GTP y 6 de NADH y 2 de FADH2:
  2 GTP originarán 2 ATP
  6 NADH X 3 ATP= 18 ATP
  2 FADH X 2 ATP= 4 ATP
  Total de moléculas de ATP en ciclo de Krebs: 24 ATP.
  

La suma de todas las moléculas de ATP, formadas en el mecanismo de oxidación completa de una molécula de glucosa, arroja un balance de 36 moléculas de ATP sintetizadas.

Fuente: proyecto BIOSFERA
Animación: BIOMODEL

Respiración celular (I): el ciclo de Krebs

Mediante la respiración celular, el ácido pirúvico formado en la glucólisis se oxida completamente a CO2 y agua en presencia de oxígeno. Se desarrolla en dos etapas sucesivas: el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria de transporte electrónico, asociada a la fosforilación oxidativa.

Lo primero que ocurre tras la glucólisis es que el ácido pirúvico pasa desde el citoplasma a la matriz mitocondrial, atravesando las membranas. El ácido pirúvico sufre una oxidación, se libera una molécula de CO2 y se forma un grupo acilo (CH3-CO). En esta reacción se forma una molécula de NADH. Como en la glucólisis el producto final eran dos moléculas de ácido pirúvico, lógicamente se formarán ahora dos de NADH por cada molécula de glucosa. Cada grupo acilo se une a un Coenzima A y se forma acetilCoenzimaA. En este momento empieza el ciclo de Krebs.

En las células eucariotas el ciclo de Krebs tiene lugar en la matriz de la mitocondria en presencia de oxígeno. La membrana mitocondrial externa es permeable a la mayoría de las moléculas de pequeño tamaño, sin embargo la interna tiene una permeabilidad selectiva y controla el movimiento de iones hidrógeno.

Fuente: proyecto BIOSFERA

La glucolisis

La glucolisis o ruta de Embden-Meyerhof, ocurre en el citosol de la célula. No necesita oxígeno para su realización y se trata simplemente de una secuencia de más o menos nueve etapas. A lo largo de estas una molécula de glucosa se transforma en dos moléculas de ácido pirúvico.

Se produce en todas las células vivas, desde procariotas hasta eucariotas animales y vegetales. Se necesita la energía de 2 moléculas de ATP para iniciar el proceso, pero una vez iniciado se producen 2 moléculas de NADH y 4 de ATP por lo que el balance final es de: 2 NADH y 2 ATP por molécula de glucosa:

Glucosa + 2 ADP + 2Pi + 2 NAD+ ==>2 Acido pirúvico + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 Agua

En condiciones aerobias, las moléculas de NADH ceden sus electrones a la cadena de transporte electrónica, que los llevará hasta el oxígeno, produciéndose agua y regenerándose NAD+ que se reutilizará en la glucolisis. Así, en estas condiciones el ácido pirúvico entra en la mitocondria y se transformará en Acetil-CoenzimaA que ingresará en la respiración celular. En condiciones anaerobias, sin oxígeno, el NADH se oxida a NAD+ mediante la reducción del ácido pirúvico. Así se produce energía de forma anaeróbica, denominándose fermentaciones y ocurren en el citosol.

Fuente: proyecto BIOSFERA

El catabolismo aerobio

El catabolismo aerobio está formado por varias rutas metabólicas que conducen finalmente a la obtención de moléculas de ATP. Estas moléculas de ATP más tarde serán imprescindibles para dar energía en las rutas anabólicas. La energía que no se usa se disipará en forma de calor.

Fuente: proyecto BIOSFERA

TAXONOMÍA | Biodiversidad marina

Catalogan como una nueva especie un pez descubierto hace 20 años


El primer ejemplar de pez 'psicodélico' del que se tiene noticia yacía en los estantes de un museo desde hace 20 años. Mal catalogado y cogiendo polvo, nadie se dio cuenta de que era una nueva especie y lo incluyó como un ejemplar más de otras especies conocidas de la misma familia: los peces sapo.
Ahora, sin embargo, los científicos acaban de elevarlo al rango de especie propia. Su nombre en latín es 'Histiophryne psychedelica' y su traducción al lenguaje vulgar es la de 'pez psicodélico', una forma de hacer honor a su extravagante aspecto y, al mismo tiempo, acaparar titulares. No hay que olvidar que también los taxónomos, esos científicos expertos en catalogar y clasificar especies, son amantes de la notoriedad y conocen las técnicas de marketing.
La BBC informa de que la revista científica estadounidense 'Copeia' ha dado a conocer a 'Histiophryne psychedelica' como una nueva especie. Todo ocurrió a raíz del hallazgo de un ejemplar en Indonesia el año pasado por unos submarinistas. Los buceadores se encontraba frente a la isla de Ambon, en la zona oriental de Indonesia cuando, sorprendido, contemplaron al extraño ser.
Le hicieron fotos y, ya en tierra firme, no fueron capaces de identificar la especie, por lo que enviaron las imágenes a un experto en peces-sapo de la Universidad de Washington.
Éste lo ha clasificado ahora como una nueva especie. Lo curioso del caso es que otro ejemplar igual había sido entregado a una institución científica hace 20 años, sin que nadie se hubiera dado cuenta de su singularidad.
El pez psicodélico es de colores muy intensos, salta en el fondo del mar y es "de una belleza única entre sus iguales" según los taxónomos que lo han clasificado. Sus rayas azules y blancas emanan radialmente desde sus ojos, que están situados además de manera frontal, al estilo del hombre por ejemplo, y no lateralmente, como la mayoría de los peces. Esto le da un aspecto aún más sorprendente si cabe.
Tiene, además, una amplia cara plana y mejillas infladas. Los submarinistas que lo descubrieron afirman que su primera impresión fue la que de observaban "una pelota de goma inflada" que saltaba sobre el fondo del mar.

FUENTE: http://www.elmundo.es/