BIOLOGIA

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Científicos alemanes y británicos lograron captar imágenes 3D de araña fosilizada hace 49 millones de años.

A través de una tomografía en 3d (tres dimensiones) se puede apreciar la morfología del insecto fosilizado.

Las imágenes son de tal calidad que fue posible identificar la especie.

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Las investigaciones dentro del reloj biológico han descubierto a los protagonistas moleculares que se encargan de desconectarnos diariamente y gradualmente apagarnos hasta que nos dormimos, ahora, un equipo en varias universidades ha descubierto los mecanismos que nos devuelven la actividad diariamente.

Controlar a un organismo no es tarea fácil y son muchos los mecanismos y funciones necesarios a nivel molecular. La importancia de los genes es vital en su producción de proteínas y, aunque no lo es todo, especialmente si hablamos de rasgos y conductas, las proteínas representan la biología básica de cualquier ser vivo. Y los genes hacen a las proteínas. Esta molécula de ADN controla formas variadas de nuestra anatomía y el trabajo de nuestros órganos. Una de estas importantes funciones, de hecho, es el reloj molecular, nuestro calendario biológico que se encarga de apagarnos y encendernos todos los días. En esta amplia función, el sueño protagoniza la escena, el sueño con sus herramientas para dormirnos y despertarnos.

Hace mucho que conocemos algunas de las formas en que funciona el reloj biológico. Especialmente cuando se trata de adormecernos o de mantenernos despiertos; era, precisamente, la herramienta que nos activaba nuevamente lo que faltaba, hasta ahora. Un equipo de investigadores anunció ahora haber descubierto el gen que nos despierta.

Pero veamos primero lo que conocíamos antes de saber sobre este nuevo gen y su proteína. Pues bien, el personaje principal en este drama de relojes biológicos es una proteína central a la que llaman PER. Día a día, la cantidad de PER que tenemos en nuestras células incrementa y disminuye y es importante que las células tengan conocimiento de ello pues usan PER como un indicador de saber cuánto tiempo le queda al día y cuándo ha llegado el momento de apagarnos o si hay que mantenernos aún despiertos.

No obstante, antes que la proteína tenemos a dos genes que la producen y la impulsan (CLOCK y BMAL); por eso, cuando caen las PER en nuestras células la presión sanguínea baja, nuestros procesos mentales y el nivel de los latidos del corazón disminuyen, la proteína disminuye de nuestras células y nos apagamos. Cerramos los ojos y ¡a dormir!

“No sabíamos qué hacía que la proteína subiera de nuevo después de dormir y nos dijera que despertemos, hasta que conocimos al gen KDM5A que produce la proteína JARID1a”, explica Satchindananda Panda, profesor del Laboratorio de Química en el Instituto Salk para Estudios Biológicos. “El cuerpo es esencialmente una colección de relojes. Sabíamos más o menos qué mecanismos usa el cuerpo para decirle al organismo que reduzca la velocidad y duerma pero no sabíamos cómo hacía para despertarlo”.

Los experimentos fueron realizados con células de moscas de la fruta (mimes o Drosophila melanogaster), de ratones y de humanos. Los investigadores, tanto de Salk como el doctor Luciano DiTacchio y otros especialistas de la Universidad McGill y el Colegio Universitario de Medicina Albert Einstein, identificaron la proteína, un tipo de enzima que pone al organismo a funcionar de nuevo. JARID1a es requerido para el ciclo normal, tanto a nivel celular como en términos del comportamiento diario del individuo.

“En las células humanas y de ratones que fueron genéticamente modificadas para producir muy poco JARID1a, la proteína PER no subía su cantidad en la sangre. En las moscas, por ejemplo, notamos que perdían la idea del tiempo y dormían siestas durante el día, no existía una regulación. Lo que pasa es que nuestra proteína utiliza otra que actúa como un freno, conocida como HDAC, y la que reactiva así los niveles de PER en las células”, dice.

¡Y así nos despierta! Cuando los investigadores reintroducían la proteína en las moscas y los ratones, JARID1a producía la proteína freno y los animales volvían a la normalidad.

“Ahora que entendemos mucho mejor cómo funciona el mecanismo que nos duerme y nos despierta y de qué se trata, podemos indagar más profundamente e intentar resolver por qué no dormimos, qué ocurre con estos desórdenes crónicos que suelen empeorarse cuando envejecemos. De hecho, el reloj biológico suele ir en declive cuando envejecemos y nos enfrentamos al riesgo de contraer otras enfermedades, especialmente si no dormimos”.

Todos estos mecanismos estudiados y descubiertos manipulan los ciclos metabólicos y algunas de las enfermedades enlazadas a ellos; por ejemplo, convertir azúcares en grasa ocurre normalmente a ciertas horas del día y es probable que el análisis de estos relojes les permita entender mejor desórdenes como la diabetes.

“Mucho de lo que significa estar saludable y lucir joven tiene tanto que ver con tener una estupenda noche de descanso. Y ahora sabemos los protagonistas de esa tan necesaria función”, asegura Panda. No tiene un nombre pegadizo: KDM5A, pero es el gen que se encarga de producir la proteína JARID1a que se encarga de despertarnos.

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Un viaje de un grupo de estudiantes a la Amazonía permitió el descubrimiento de un hongo que es capaz de descomponer o degradar el plástico.

Los alumnos, del departamento de Biología Molecular y Bioquímica de la Universidad de Yale, Estados Unidos, realizan como parte de su curso trabajo de campo en la selva amazónica, donde recolectan organismos endófitos: hongos o bacterias que viven parte de su vida en simbiosis en los tejidos de las plantas sin causar enfermedad.

Pria Anand, una de las estudiantes, decidió investigar si los endófitos que había recogido en Ecuador en el 2008 registraban actividad biológica en presencia del plástico.

Luego de la graduación de Anand otros estudiantes continuaron la búsqueda. Jeffrey Huang investigó la capacidad de los organismos para romper enlaces químicos.

Jonathan Russell, por su parte, identificó las enzimas más eficientes en la descomposición de poliuretano, un plástico muy utilizado en la elaboración de fibras sintéticas, piezas para aparatos electrónicos y espumas para aislamiento térmico.

“Cada estudiante recolectó muestras de plantas en torno a un tema específico, por ejemplo, plantas con usos medicinales como antibióticos, etc. Elegimos plantas identificadas con la ayuda del botánico Percy Núñez, también autor del estudio, quien es experto en las regiones costeras y amazónicas de Ecuador”, dijo Russell a la cadena BBC Mundo.

Russell observó un día que parte del plástico en uno de los llamados platos de Petri (utilizados para cultivos en el laboratorio) había desaparecido.

Lo que los estudiantes habían descubierto es que el hongo denominado Pestalotiopsis Microspora es capaz de degradar el plástico. Varias especies de hongos pueden descomponer plástico al menos parcialmente, pero el Pestalotiopsis Microspora es el único capaz de hacerlo sin presencia de oxígeno, algo que es fundamental para futuras aplicaciones en vertederos de desechos.

“Este descubrimiento muestra que pueden suceder cosas maravillosas cuando alentamos la creatividad de los estudiantes”, dijo Kaury Lucera, profesora del departamento de Biología Molecular de Yale.

Transformar este hallazgo de laboratorio en una herramienta de escala industrial puede ser un largo proceso. Russell advierte que el descubrimiento de los estudiantes de Yale no es una solución mágica, sino un modesto paso hacia una meta importante como encontrar más organismos que degradan polímeros.

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Desde un campo del INTA (Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria) en Balcarce,  provincia de Buenos Aires, científicos del INTA y la USAM (Universidad de San Martín), presentaron, vía videoconferencia, a la presidente Cristina Fernández, una ternera clonada trangénicamente capaz de producir leche similar a la materna.

Rosita ISA es su nombre y nació en el mes de abril en un campo del INTA. El nombre ISA fue elegido por los científicos y es un acrónimo de INTA, San Martín (por USAM) y Argentina.

La presidente Cristina Fernández felicitó a los técnicos y científicos y afirmó que es “un auténtico orgullo para los argentinos” ya que es “la primera vaca clonada transgénica capaz de producir leche maternizada”.

Según Julián Domínguez, ministro de Agricultura, “será el primer animal que pueda proveer leche maternizada en el futuro” “Este desarrollo y esta investigación habla de una Argentina que no se resigna a los niveles de productividad y de eficiencia que en genética y biotecnología ha alcanzado” y agregó que Argentina “sigue pensando en la construcción de su propio futuro y el futuro del país está vinculado a la ciencia, la tecnología y la investigación. Y lo que estamos haciendo es eso” “La Argentina no hubiese podido lograr el desarrollo que tuvo si no hubiera existido una institución como el INTA que le trajera el conocimiento a los productores, que investigue todo el tiempo, y que este año esté invirtiendo más de 800 millones de pesos para la investigación” y que “esto garantiza que el INTA lidere en materia de investigación agroindustrial el desarrollo y el crecimiento de la Argentina”.

Respecto del momento en que esta leche llegará al mercado el ministro dijo: “vamos paso a paso” “El segundo paso es el crecimiento y el proceso de reproducción, y esto llevará entre 4 y 5 años. Pero es un gran avance de la genética que nos pone muy orgullosos”,

La clonación fue el resultado del trabajo conjunto entre el INTA y la USAM y para lograrlo participarontécnicos y científicos de ambas instituciones.

En un comunicado el INTA señaló que la ternera fue clonada “con dos genes humanos que codifican proteínas presentes en la leche humana y de gran importancia para la nutrición de los lactantes” y que la leche que producirá “se asemejará a la humana, ya que la leche de vaca casi no contiene lisozima y la actividad de la lactoferrina es específica de cada especie” “Esas proteínas son la lactoferrina y la lisozima humanas, que tienen funciones antibacterianas”,

Adrián Mutto, de la USAM, dijo que el objetivo “fue elevar el valor nutricional de la leche bobina con la incorporación de dos genes humanos, la proteína lactoferrina para incorporar hierro al torrente sanguíneo, que además es antibacteriana y antiviral y promueve la odontogénesis, es decir el crecimiento de los dientes; y la lisozima, que en la primera semana de lactación humana se encuentra en altas concentraciones en gramos por litro, y también es antibacteriana”.

Germán Kaiser, del INTA, admitió que existe la posibilidad de clonar toros que ayuden a la reproducción de las nuevas camadas y dijo que “se puede hacer con algunas técnicas utilizando células de macho, pero es posible que muchos descendientes de Rosita sean machos” y manifestó además “esta investigación es de conocimiento público y no se puede patentar, y para que llegue al mercado deberán ser las autoridades las que fijen los pasos a seguir”.

La presidente Cristina Fernández afirmó “Yo fui criada a leche de vaca pura, no maternizada, porque mi mamá (…) Me va a matar mi mamá cuando me escuche decir esto, pero mi hermana y yo fuimos criadas a base leche de vaca pura y acá estamos”  ”Es un orgullo para todos los argentinos tener la primera vaca clonada que dará leche maternizada: esto demuestra las cosas que somos capaces de hacer los argentinos”.

Esta no es la primera vez que se clona un bovino en el país. En 2002 el laboratorio argentino Bio-Sidus logró el nacimiento de la primera vaca clonada en América Latina, su nombre es “Pampa” y fue clonada con el objeto de obtener leche con contenido de hGH, proteína esencial del crecimiento humano.

De esta forma, las descendientes de Pampa producen hoy en día leche de la que se extrae la proteína necesaria para el desarrollo de niños con deficiencias de crecimiento, abaratando el costo de esta medicina.

Con esta clonación Argentina reafirma su presencia en el campo de la biotecnología ya que además de  las clonaciones de Rosita ISA y Pampa, en Argentina ya se han clonado con éxito caballos y toros.

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En diciembre de 2010 la NASA anunció el descubrimiento de microorganismos que viven en el arsénico. Pero ahora se generaron varias dudas acerca de tal descubrimiento.

La prestigiosa revista científica Science ya había publicado un estudio dirigido por Felisa Wolfe Simon, del Instituto de Astrobiología de Menlo Park, California, Estados Unidos, en donde afirmaba que un grupo de científicos había encontrado bacterias que viven en el arsénico, en el Lago Mono de California, un lago 3 veces más salobre que el mar y con un ph similar al hipoclorito de sodio.

Hasta ahora las formas de vida conocidas se componen de seis elementos: hidrógeno, carbono, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre. El arsénico es tóxico para los seres vivos pero cuenta con propiedades químicas similares a las del fósforo.

La bacteria descubierta por los científicos en California es de la familia Halomonadaceae y es capaz de vivir en un medio salobre y tóxico reemplazando el fósforo por arsénico e incorporando el fósforo a su ácido desoxirribonucleico (ADN).

“Si esto fuese cierto este hallazgo tendría implicaciones importantes para nuestra comprensión de los requisitos básicos para la vida”, mencionó la revista Science.

A partir de allí la búsqueda de vida en el Universo no estaría limitada a planetas donde existan solamente los seis elementos, hasta el momento considerados básicos para la vida, sino que se podría ampliarse a más elementos, con el arsénico y talvez otros que aún se desconocen, y tampoco estaría necesariamente limitada a microorganismos.

Pero Sciencie luego publicó ocho comentarios que ponen en duda este hallazgo y todo el entusiasmo que generó se disuadió.

Simon Benner del Instituto Westheimer para la Ciencia y Tecnología de Florida, Estados Unidos, manifestó que la forma de arsénico encontrado en el ADN, se descompone más rápidamente en el agua.

Otra posibilidad que maneja Simon Benner es que las bacterias halladas en el Lago Mono ingirieron trazas de fósforo del medio de crecimiento o como impureza del arsénico.

Patricia Foster de la Universidad de Indiana, dice que las bacterias tienen dos sistemas de asimilación del fósforo, una ineficiente pero activo para todos los niveles de fósforo (Pit) y otro mucho más eficiente pero que sólo con niveles de fosfato muy bajos se activa (Pst) y deduce que al cultivar las bacterias con un elevado nivel de arsénico y bajos niveles de fósforo es posible que Wolfe Simon y su equipo hayan seleccionado inadvertidamente un microbio que ha perdido el sistema Pit pero aumentado su capacidad de su sistema Pst.

Finalmente Patricia Foster dijo: “Este sistema Pst realzado, y no la ingesta de arsénico, podría explicar por qué los microbios crecieron en ese medio”.

Hasta ahora no hay nada asegurado en esta controversia y se trata de un nuevo capítulo en la larga búsqueda del hombre de encontrar vida más allá de la Tierra.

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En los años 50, el mundo de la Biología fue sacudido ante una noticia que marcaría un hito dentro de la historia de la Biología: James Watson y Francis Crick estudiaron la estructura del ADN y en  1953 pudieron demostrar que la estructura del ADN es una doble hélice formada por dos cadenas. El descubrimiento fue de vital importancia ya que en una molécula de ácido desoxirribonucleico, llamada ADN, se encuentra toda la información con la que se fabrican las células necesarias para mantener el funcionamiento celular. Semejante hallazgo fue algo así como haber encontrado un tesoro enterrado en una playa kilométrica y que en ese tesoro se encuentre la información de cómo funcionan las cosas que nos importan. En el caso del ADN, nada menos importante que las células.

El ADN es un ácido formado por nucleótidos y cada nucleótido está compuesto por tres elementos:

• Fosfato
• Azúcar (en el caso del ADN la ribosa)
• Base nitrogenada

Las bases nitrogenadas, que forman parte del ADN, son:

• adenina (A)
• guanina (G)
• citosina (C)
• timina (T).

Estas bases forman puentes de hidrógeno entre ellas, respetando una estricta complementariedad entre ellas:

• A sólo se aparea con T (y viceversa) mediante dos puentes de hidrógeno, y
• G sólo con C (y viceversa) mediante 3 puentes de hidrógeno.

Los extremos de cada una de las hebras del ADN son denominados

• 5’-P (fosfato) y
• 3’–OH (hidroxilo) en la desoxirribosa.

Las dos cadenas se alinean en forma paralela, pero en direcciones inversas (una en sentido 5’ → 3’ y la complementaria en el sentido inverso), pues la interacción entre las dos cadenas está determinada por los puentes de hidrógeno entre sus bases nitrogenadas. Se dice, entonces, que las cadenas son anti-paralelas.

 El ácido desoxirribonucleico es un polímero de dos cadenas anti-paralelas (orientación 5’ 3’ y 3’ 5’). Cada cadena está compuesta por unidades de un azúcar (desoxirribosa), un fosfato y una base nitrogenada unidas entre si por enlaces fosfodiéster. Las bases presentes en el ADN son: adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G). Para recordar cómo aparean entre sí las bases una regla nemotécnica puede ser recordar las iniciales de dos grandes músicos de tango, Aníbal Troilo (adenina es la base complementaria de timina) y Carlos Gardel (citosina es la complementaria a guanina).

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El 4 de Agosto de 2010 nació Bs Ñandubay Bicentenario, el primer caballo clonado de Latinoamérica. Su original nombre es un apócope entre los nombre de la empresa que financió el proyecto, Bio Sidus (Bs), el caballo del cual se extrajeron las células (Ñandubay) y el momento histórico del país (Bicentenario).

El profesional responsable de la clonación fue un veterinario cordobés de 26 años y su nombre es Andrés Gambini.

Este importante logro es el resultado del trabajo combinado entre el Departamento de I+D de Bio Sidus, a cargo del Dr. Andrés Bercovich, del Laboratorio de Biotecnología Animal de la FAUBA, a cargo del Dr. Daniel Salamone (CONICET), y la Cabaña Don Antonio de la firma TresArg, responsable de los trabajos de campo y aporte de los ejemplares de caballos criollos.

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El Ophiocordyceps unilateralis es una especie de hongo capaz de infectar una hormiga sana, alterar su conducta y matarla al momento de decidir esparcir sus esporas. Existen también algunas otras especies de hongos que pueden infectar a otras hormigas sanas que cuando se acercan a una hormiga infectada y muerta, salen de ella, tal como si fuera una mina personal, esporas disparadas que golpean e infectan a la hormiga sana convirtiéndola en una nueva hormiga zombie y, de esta manera, repitiendo el ciclo.

David Hughes, entomólogo de la Universidad Estatal de Pennsylvania, Estados Unidos, y un grupo de estudiosos, descubrieron esta peluliar manera de propagarse que tiene este tipo de hongo luego de observar el crecimiento de este hongo en un alto número de insectos muertos. “Se intenta especular si cada tipo de hongo tiene un tipo favorito de hormiga para la cual está adaptado para atacar,” dijo David Hughes, quien también manifestó que potencialmente esto significaría el descubrimiento de miles de hongos zombies en los bosques tropicales en todo el mundo. “Otras especies desarrollan esporas explosivas en las hormigas infectadas,” dijo Hughes, y agregó “Cuando otras hormigas saludables se acercan a los cadáveres de las infectadas, las esporas salen disparadas golpeando a las hormigas y convirtiéndolas en zombies.”

En la última etapa de infección, el hongo ya ha formado una especie de estaca que sobresale de la cabeza de la hormiga que, dependiendo del tipo de hongo, ésta es única o en forma de tenedor. Al día de hoy sólo han sido cuatro las especies de hongos zombies identificadas y las hormigas no son los únicos insectos afectados por estos hongos ya que fueron hallados muertos, y con la presencia de este tipo de hongos creciendo en su cuerpo, ejemplares de avispas y grillos.

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