jueves, 26 de julio de 2007

Hipotesis sobre la quimica que permitio la aparicion de vida en la Tierra

Ken DillAntes de que la vida emergiese en la Tierra, un tipo primitivo de "metabolismo" o una maquinaria de duplicación comparable al ARN, tuvo que preparar el escenario. Pero, ¿qué precedió a estos pasos prebióticos? Ken Dill, profesor de química farmacológica, y Justin Bradford, ambos de la Universidad de California en San Francisco, han desarrollado un modelo que explica cómo procesos químicos y físicos, simples y bien conocidos, pudieran haber puesto los cimientos de la vida.

La idea básica es que las leyes elementales de las interacciones químicas dan margen a un tipo de selección natural a microescala: las enzimas pueden cooperar y competir entre sí de maneras sencillas, llevando a arreglos que pueden volverse estables.

Los científicos comparan este proceso químico de "búsqueda, selección, y memoria", con otro proceso bien estudiado: distintos ritmos de descargas neuronales en el cerebro que causan la aparición de conexiones nuevas entre neuronas, y finalmente llevan al "cableado eléctrico" maduro del cerebro. De manera similar, las hormigas, insectos sociales, exploran primero al azar, luego descubren el alimento, y posteriormente construyen una memoria a corto plazo para toda la colonia utilizando huellas químicas.

También comparan los pasos químicos a los principios de evolución de Darwin: selección al azar de rasgos en organismos diferentes, selección de los rasgos mejor adaptados al entorno, y entonces la transmisión generacional de los rasgos mejor adaptados (y presumiblemente la desaparición de aquellos individuos con rasgos menos adaptados).

Al igual que estos procesos más obvios, las interacciones químicas en el modelo propuesto incluyen competencia, cooperación, innovación y una preferencia por la coherencia.

El modelo se centra en enzimas, que funcionan como catalizadores, compuestos que aceleran grandemente una reacción sin quedar modificados al final del proceso. Los catalizadores son muy comunes en los sistemas vivos, así como en los procesos industriales. Muchos investigadores creen que los primeros catalizadores primitivos en la Tierra no fueron sino las superficies de arcillas u otros minerales.

En su forma más simple, el modelo muestra cómo dos catalizadores en una solución, A y B, cada uno catalizando una reacción diferente, podrían acabar formando lo que los científicos llaman un complejo, AB. El factor decisivo es la concentración relativa de sus "compañeros deseados". El proceso podría transcurrir así: el catalizador A produce un agente químico que usa el catalizador B. Puesto que B normalmente busca este agente químico, a veces B será atraído hacia A si su agente químico "deseado" no está disponible por ningún otro medio en las cercanías. Como resultado, A y B se acercarán, formando un complejo.

La palabra "complejo" es importante porque muestra cómo interacciones químicas simples, con pocos participantes, y siguiendo leyes químicas básicas, pueden llevar a una combinación nueva de moléculas de mayor complejidad. El surgimiento de la complejidad, sea en sistemas neuronales, sistemas sociales, la evolución de la vida, o la organización del universo entero, ha sido durante mucho tiempo un gran enigma, sobre todo al tratar de averiguar cómo emergió la vida.

Este modelo simple muestra una ruta creíble hacia este tipo de complejidad.

lunes, 16 de julio de 2007

Evidencias sobre la utilidad del ADN basura

El estudio, con participación del CSIC, aparece en Science. La investigación refuerza la idea de que es necesario descifrar esta parte del genoma, que constituye el 95% del ADN humano. El estudio describe una secuencia del ADN basura crucial para el funcionamiento del gen de la hormona del crecimiento.

El estudio refuerza la idea de que es conveniente descifrar esta parte del genoma, considerado hasta fecha reciente por buena parte de la comunidad científica como intrascendente, ante la hipótesis de que podría abrir nuevos campos de investigación médica, entre otras aplicaciones.

En este caso particular, los autores han analizado en ratones un elemento denominado SINEB2, que aparece repetido en el ADN de multitud de mamíferos y, en menor medida, en el ser humano. Según sus conclusiones, la activación de esta secuencia determina la expresión del gen de la hormona del crecimiento.

La función de este elemento repetido ya había sido asociada con anterioridad a la respuesta a estrés celular o frente a la infección por un virus.

El investigador del CSIC y coautor del trabajo, Lluis Montoliu, que trabaja en el Centro Nacional de Biotecnología (del CSIC), en Madrid, explica la principal motivación de este estudio: “Tratamos de dar sentido al ADN que parecía no importarle a nadie porque no codifica genes. El estudio avala la idea de que hay información de indudable relevancia en el ADN intergénico, el mal llamado ADN basura”.

En concreto, el equipo ha demostrado que determinadas alteraciones de SINEB2, adyacente a la hormona del crecimiento del ratón, provocan la pérdida de expresión de este gen, implicado en el crecimiento de las células, en la mitosis, el envejecimiento y la longevidad. El déficit de esta hormona en el organismo propicia, por ejemplo, enanismo.

La relevancia del hallazgo estriba en que esta alteración de SINEB2, que se sitúa en regiones muy alejadas del cuerpo del gen del crecimiento, provoca el mismo efecto que si se mutara directamente la zona codificante de la propia hormona: en ambos casos, se pierde la expresión del gen.

Montoliu contextualiza el trabajo: “Habitualmente, las enfermedades asociadas a la función anómala de un gen radican precisamente en una alteración de ese mismo gen. No obstante, se encuentran con frecuencia pacientes con síntomas que indican que la función de ese gen está alterada sin que se observe ninguna mutación en el mismo”.

En muchos de estos supuestos, según el investigador del CSIC, la explicación de la patología se encuentra en zonas reguladoras del genoma intergénico, incluso en áreas alejadas del propio gen. “Tal es el caso de las alteraciones encontradas en SINEB2”, apunta Montoliu.

El estudio del genoma se asoció en sus inicios al estudio de los genes, los codificadores de proteínas (conocidas como los ladrillos de la vida). El ADN codificante constituye una pequeña parte del genoma completo, en torno al 5% en humanos. “El resto del genoma, compuesto de secuencias repetidas o no codificantes, se desechó inicialmente en los laboratorios y pronto fue bautizado con el nombre ADN basura”, recuerda el investigador del CSIC.

Montoliu y su equipo trabajan desde hace varios años en una de esas partes olvidadas, el ADN intergénico. Es un área de difícil análisis, debido a la abundancia de secuencias repetidas.

El investigador del CSIC recuerda cómo ha evolucionado la opinión de los investigadores sobre esta parte del genoma: “En los últimos años, la comunidad científica ha tenido que admitir que el ADN intergénico contiene muchas de las claves que permiten explicar por qué los genes se activan en determinados momentos del desarrollo, o por qué lo hacen en unas células y no en otras”.

Y añade: “A medida que pase el tiempo descubriremos más enfermedades o disfunciones genéticas causadas por una función alterada o anómala de un elemento alojado en esta parte del genoma”.

El trabajo ha sido dirigido por la investigadora Victoria Lunyak, de la Universidad de California San Diego, y ha contado con la colaboración de Montoliu y de otros dos miembros de su equipo, Rosa Roy y Ángel García.

sábado, 14 de julio de 2007

La seleccion natural puede actuar muy rapido

Muestra de mariposas

La vuelta de una mariposa masculina tropical, que había prácticamente desaparecido por un parásito, muestra cuán rápido la teoría de la selección natural puede funcionar en la práctica.

Investigadores estudiaron a principios de 2006 en la isla de Savaii en el Pacífico Sur, el número de un tipo de mariposas llamadas Blue Moon. En ese entonces, los machos constituían únicamente el 1% de la población, pero a fines del mismo año, ese número había subido al 40%.

Los investigadores creen que el aumento se debe a la proliferación de 'supresores' de genes de una bacteria que es transmitida de la madre a sus crías y que mata solamente a los embriones machos previo a su nacimiento.

'Este es el cambio evolutivo más rápido que se ha observado nunca', dijo Sylvain Charlat, autor de un estudio y una tesis post-doctoral sobre el tema en la Universidad de California en Berkeley.

Para Charlat el estudio muestra que, como en este caso, cuando la población experimenta presiones selectivas muy intensas, la evolución actúa muy rápido.

'Generalmente pensamos en la selección natural como un proceso que actúa lento, en cientos o miles de años, pero este estudio muestra que pasó en un pestañeo en términos evolutivos', agregó Gregory Hurst, autor de una investigación sobre genética evolutiva en la Universidad College en Londres.

miércoles, 11 de julio de 2007

Debemos abrir la mente a nuevas formas de vida extraterrestre

Dibujo de extreterrestres, en el museo UFO, Roswell, Nuevo México (Foto: Eric Draper, AP)

Un informe de la Academia Nacional de las Ciencias de EEUU (NAS) recomienda a la comunidad científica que sea más flexible en sus búsquedas de vida extraterrestre.

Para la centenaria institución norteamericana, los científicos que buscan formas de vida extraterrestre están demasiado condicionados por su visión de la vida en La Tierra. En su opinión, nuestro modelo sólo es una de las posibles soluciones que el Cosmos ha podido dar.

Por ejemplo, los científicos siempre han estado interesados en localizar agua porque su presencia se asocia a todas las formas de vida en La Tierra. Pero, a falta de agua, ¿por qué no el metano? Bajo determinadas condiciones de presión y temperatura, sería posible imaginar un mundo con ríos de este compuesto en el que sus criaturas lo bebiesen y sirviese a sus organismo como el agua sirve a plantas y animales.

Precisamente, una de las lunas de Saturno, Titán, contiene cantidades apreciables de metano. El informe señala que el satelite saturnino es el primer candidato para albergar vida extraterrestre en el sistema solar; por delante de Marte. Aunque tampoco descarta la posibilidad de que allí exista. Las pruebas realizadas hace veinte años por la sonda Viking no dieron ningún resultado; pero según la NAS el problema pudo estar en que las formas de vida que buscaban eran demasiado cercanas a la terrestre.

Otras conjeturas demasiado "terrestres" se refieren a la forma en la que los seres vivos obtienen energía, y a la base química que sustenta su metabolismo. Sobre esto último, el informe señala que el carbono no es la única base posible. Tal y como señala a National Geographic John Baross, un oceanógrafo de la Universidad de Seattle, y director del informe, "una forma diferente de vida no necesariamente tiene que tener exactamente la misma química que la vida en La Tierra".