Biología Molecular

Una bacteria es el primer organismo vivo que añade letras artificiales al ‘alfabeto’ del ADN.

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Científicos del Instituto de Investigación Scripps (EE UU) han diseñado una bacteria cuyo material genético incluye un par adicional de ‘letras’ o bases de ADN que no se encuentran en la naturaleza. El estudio se publica en la revista Nature.
Científicos del Instituto de Investigación Scripps (EE UU) han diseñado una bacteria cuyo material genético incluye un par adicional de ‘letras’ o bases de ADN que no se encuentran en la naturaleza. El estudio se publica en la revista Nature.
El ADN, junto con el ARN, es una de las biomoléculas portadoras de información en los organismos vivos, y esta información se almacena en el emparejamiento de las cuatro bases de ADN, citosina (C) con guanina (G), y adenina (A) con timina (T). Un equipo de investigadores del Instituto de Investigación Scripps (EE UU) ha creado en el laboratorio dos nuevas bases que no se producen en la naturaleza. “Estas forman un tercer par de bases, y el grupo liderado por el investigador Floyd Romesberg ha demostrado que puede ser replicado en la bacteria E. coli”, declara a Sinc Ross Trevor Thyer, de la Universidad de Texas y coautor del artículo.Según explica a Sinc el propio Romesbergm: “Denominamos a nuestra base de ADN no natural X e Y que hemos optimizado durante más de 14 años en el laboratorio. Para esto se sintetizaron más de 300 análogos de nucleótidos, hasta obtener dos que al emparejarse fueran realmente eficientes. Después de este trabajo de optimización intentamos entrar en un entorno mucho más complejo de una célula. Leer el resto de esta entrada »

La extraordinaria capacidad de los espermatozoides para nadar contra corriente.

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Fotografías superpuestas de un espermatozoide humano nadando corriente arriba a lo largo de la pared de un canal microfluídico. Las partículas esféricas indican la orientación del flujo. (Imagen: Vasily Kantsler)
Fotografías superpuestas de un espermatozoide humano nadando corriente arriba a lo largo de la pared de un canal microfluídico. Las partículas esféricas indican la orientación del flujo. (Imagen: Vasily Kantsler)
Los nuevos y espectaculares detalles desvelados en una nueva investigación sobre la capacidad locomotora de los espermatozoides podrían explicar cómo logran viajar a grandes distancias, a través de terreno difícil, para alcanzar el óvulo.De los cientos de millones de células espermáticas que empiezan su viaje por los oviductos, sólo unas pocas viajeras resistentes llegarán a alcanzar su destino. Los espermatozoides no sólo tienen que nadar en la dirección correcta a lo largo de distancias que son alrededor de 1.000 veces mayores que su propio tamaño celular, sino que a lo largo de su travesía están expuestos a corrientes que equivalen a las de un río impetuoso, y además deben soportar la acción de diferentes sustancias químicas.Aunque se sabe que las células espermáticas pueden “oler.” las sustancias emitidas por el óvulo una vez consiguen situarse muy cerca de él, esto no explica cómo navegan durante la mayor parte del viaje.. Leer el resto de esta entrada »

La anciana que vivió sana hasta los 115 años acumuló 400 mutaciones en la sangre.

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Los glóbulos blancos de Hendrikje van Andel-Schipper, una supercentenaria fallecida en 2005, albergaron más de cuatro centenares de alteraciones genéticas sin provocarle ninguna enfermedad. Científicos holandeses y estadounidenses buscan las claves de la longevidad en las muestras de Hennie, como solían llamar a esta mujer de récord que donó su cuerpo a la ciencia.
Los glóbulos blancos de Hendrikje van Andel-Schipper, una supercentenaria fallecida en 2005, albergaron más de cuatro centenares de alteraciones genéticas sin provocarle ninguna enfermedad. Científicos holandeses y estadounidenses buscan las claves de la longevidad en las muestras de Hennie, como solían llamar a esta mujer de récord que donó su cuerpo a la ciencia.
Cuando murió en 2005, la holandesa Hendrikje van Andel-Schipper, de 115 años, era considerada la mujer más vieja de la Tierra. Y además, fue la persona de mayor edad en donar su cuerpo a la ciencia. Gracias a las muestras de Hennie –como se la conocía–, los científicos pueden indagar en los secretos de la longevidad. Ahora, han encontrado más 400 mutaciones genéticas en la sangre de esta anciana.Investigadores de Holanda y Estados Unidos se interesaron en estudiar las alteraciones moleculares del genoma de esta mujer, ya que, a pesar de su edad, estaba sana y mantuvo sus facultades mentales en perfecto estado hasta el momento de su muerte, que le llegó mientras dormía. Los resultados de su trabajo se publican esta semana en la revista Genome Research. Las mutaciones genéticas son cambios que alteran la secuencia de nucleótidos del ADN, y reciben el interés de la comunidad médica debido a su vínculo con enfermedades como el cáncer y el alzhéimer.Sin embargo, estos científicos quisieron encontrar otro tipo de mutaciones: las que ocurren en individuos sin patologías.No está claro hasta qué punto las células sanas sufren cambios en el genoma y cuáles de esos cambios pueden ser tolerados durante toda la vida sin causar trastornos.“Puede haber mutaciones perjudiciales en la región de codificación de un gen y también fuera, en una región que tenga una función reguladora. Leer el resto de esta entrada »

El pionero de la computación Alan Turing acertó hace más de 60 años con su teoría biológica de la morfogénesis.

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Turing fue el primero en ofrecer una explicación química de la morfogénesis. Él teorizó que las células biológicas idénticas se diferencian y cambian de forma a través de un proceso llamado reacción-difusión intercelular.
Turing fue el primero en ofrecer una explicación química de la morfogénesis. Él teorizó que las células biológicas idénticas se diferencian y cambian de forma a través de un proceso llamado reacción-difusión intercelular.
Los logros del científico británico Alan Turing como pionero de la computación son bien conocidos, pero no así su influencia en la biología y la química. En su única investigación biológica publicada en una revista académica, Turing propuso una teoría de la morfogénesis, el proceso por el cual células idénticas se diferencian en un organismo, por ejemplo, para formar brazos, piernas, una cabeza y una cola. Ahora, 60 años después de la muerte de Turing, unos investigadores de la Universidad Brandeis, en Waltham, Massachusetts, y la Universidad de Pittsburgh en Pensilvania, de Estados Unidos ambas instituciones, han encontrado la primera prueba experimental que valida la teoría de Turing en estructuras similares a células. Turing fue el primero en ofrecer una explicación química de la morfogénesis. Él teorizó que las células biológicas idénticas se diferencian y cambian de forma a través de un proceso llamado reacción-difusión intercelular. En este modelo, las sustancias de un sistema reaccionan entre sí y se difunden a través de un espacio, como puede ser entre las células en un embrión. Estas reacciones químicas necesitan una agente inhibidor, para suprimir la reacción, y un agente excitatorio, para activarla. Esta reacción química, al difundirse a través de un embrión, creará patrones de células químicamente diferentes.Turing predijo que podrían surgir seis patrones diferentes de este modelo.El equipo de Seth Fraden, profesor de física, e Irv Epstein, profesor de química, creó anillos de estructuras sintéticas comparables a células y dotadas con un sistema de activación e inhibición de las reacciones químicas para poner a prueba el modelo de Turing. Y ciertamente, los investigadores observaron los seis patrones, e incluso un séptimo adicional no previsto por Turing. Leer el resto de esta entrada »

Sintetizado por primera vez un cromosoma eucariota “de diseño”

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Un equipo internacional de científicos ha logrado crear un cromosoma eucariota en el laboratorio. En concreto, han sintetizado el de la levadura Saccharomyces cerevisiae, con el que se fabrica el pan, la cerveza y el vino. Este logro supone un gran paso en el campo de la biología sintética que permitirá el diseño de microorganismos para producir nuevos medicamentos, materias primas para la alimentación y biocombustibles.
Un equipo internacional de científicos ha logrado crear un cromosoma eucariota en el laboratorio. En concreto, han sintetizado el de la levadura Saccharomyces cerevisiae, con el que se fabrica el pan, la cerveza y el vino. Este logro supone un gran paso en el campo de la biología sintética que permitirá el diseño de microorganismos para producir nuevos medicamentos, materias primas para la alimentación y biocombustibles.
Desde que en 2010 el empresario científico Craig Venter anunciara que había logrado crear una bacteria artificial, las técnicas de síntesis de ADN han mejorado rápidamente. Con estos conocimientos, los científicos eran capaces de armar sencillos genomas procariotas, por ejemplo, en bacterias; pero armar un genoma eucariota –más complejo y con el ADN dentro del núcleo–, como el de la levadura, era una hazaña. En 1996 los científicos lograron trazar el mapa genético completo de la levadura. Este organismo unicelular se usa para producir cerveza, biocombustible y medicinas.Pero si además se le equipa de un conjunto completo de cromosomas sintéticos y cambiables, como el que ha diseñado un equipo científico dirigido por Jef Boeke, director del NYU Langone Medical Center, se pueden crear versiones mejoradas de estas importantes materias primas, incluidos nuevos antibióticos o biocombustibles respetuosos con el medio ambiente.“Hemos creado una versión modificada de una secuencia de cromosoma natural. Leer el resto de esta entrada »

Descubierta una nueva función para los ARN no codificantes

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Una investigación demuestra por primera vez que una vía de señalización controla la transcripción de lncRNAs en respuesta a estímulos externos.
Una investigación demuestra por primera vez que una vía de señalización controla la transcripción de lncRNAs en respuesta a estímulos externos.
Un trabajo científico ha demostrado la existencia de una nueva clase de ARNs no codificantes (lncRNA) relevantes para el proceso de adaptación celular a cambios ambientales.El estudio es fruto del trabajo conjunto del Grupo de Investigación en Señalización Celular del Departamento de Ciencias Experimentales y de la Salud de la Universidad Pompeu Fabra, y de la European Molecular Biology Laboratory (EMBL) de Heidelberg, Alemania.Este estudio, que se publica en la edición digital de la revista Molecular Cell, significa un importante avance en el campo de la biología molecular.La presencia de ARN no codificantes existe en todos los organismos estudiados; sin embargo, su función no está completamente elucidada. Los resultantes de este trabajo permitirán entender mejor el papel de los lncRNAs en la fisiología celular.Todas las células deben ser capaces de adaptarse a los cambios que se producen en su entorno para sobrevivir a las situaciones de estrés celular. Esta respuesta de adaptación es coordinada por quinasas de respuesta a estrés (SAPK), que reprograman la expresión de los genes de las células para protegerlas. Leer el resto de esta entrada »

El cromosoma Adán y la Eva mitocondrial aparecieron en la Tierra en fechas similares.

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¿Qué sexo humano apareció primero, el femenino o el masculino? Hasta ahora, diversos estudios indicaban que el ancestro femenino común más reciente de Homo sapiens —la ‘Eva’ mitocondrial— surgió en el planeta mucho antes que el cromosoma Y ‘Adán’. Dos nuevos trabajos llegan a la conclusión de que el cromosoma Y humano surgió hace entre 120.000 y 156.000 años, en un tiempo cercano al femenino, de hace entre 99.000 y 148.000 años.
¿Qué sexo humano apareció primero, el femenino o el masculino? Hasta ahora, diversos estudios indicaban que el ancestro femenino común más reciente de Homo sapiens —la ‘Eva’ mitocondrial— surgió en el planeta mucho antes que el cromosoma Y ‘Adán’. Dos nuevos trabajos llegan a la conclusión de que el cromosoma Y humano surgió hace entre 120.000 y 156.000 años, en un tiempo cercano al femenino, de hace entre 99.000 y 148.000 años.
Los sexos modernos aparecieron más o menos solapados, según dos estudios que publicada la revista Science. Sus resultados proveen además un análisis más profundo sobre cómo las poblaciones humanas se dispersaron y evolucionaron alrededor del mundo. El cromosoma Y es específico de los varones, y su ADN puede rastrearse fácilmente a través de linajes masculinos. Por su parte, el ADN mitocondrial se hereda solo de la madre y se puede utilizar para trazar los linajes femeninos. En el primero de los dos trabajos se secuenciaron los genomas de 69 varones de nueve poblaciones distintas alrededor del mundo, documentando miles de mutaciones que han influenciado el cromosoma Y a lo largo del tiempo. “Hemos creado un mapa muy detallado de la secuenciación del cromosoma Y humano empleando la tecnología actual. Este mapa nos permite catalogar rápidamente la variación genética humana de los hombres de la muestra en todo el mundo”, explica Carlos Bustamante, de la Universidad de Stanford (EEUU) y coautor de una de las investigaciones. Sus hallazgos muestran que el ancestro común más reciente con un cromosoma Y –también conocido como MRCA masculino– apareció en el planeta hace entre 120.000 y 156.000 años. Las estimaciones anteriores para este MRCA variaban entre 50.000 y 115.000 años atrás. Leer el resto de esta entrada »

Descubierta la función de un gen en la esquizofrenia.

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Un grupo de investigadores ha descrito el papel de uno de los genes relacionados con la esquizofrenia. Los científicos sostienen que la ausencia del gen Erbb4 provoca un aumento ‘desproporcionado’ de la actividad y sincronización de las neuronas excitadoras.
Un grupo de investigadores ha descrito el papel de uno de los genes relacionados con la esquizofrenia. Los científicos sostienen que la ausencia del gen Erbb4 provoca un aumento ‘desproporcionado’ de la actividad y sincronización de las neuronas excitadoras.
Aunque ya se conocen algunos genes implicados en la aparición de la esquizofrenia, la función de muchos de ellos es todavía desconocida. Ahora, una investigación liderada por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) desvela la función de uno de ellos. Se trata del gen Erbb4 y su misión en el cerebro se describe en un artículo publicado hoy en la revista Neuron. Según el estudio, este gen codifica un receptor de la familia de las proteínas de tirosina quinasas. Dicho gen se expresa de forma muy específica en una población concreta de neuronas inhibitorias y, por lo tanto, está relacionado con las conexiones que se producen entre ellas.La esquizofrenia es un desorden neurológico caracterizado por trastornos en la percepción de la realidad y un profundo deterioro cognitivo. Según Óscar Marín, investigador en el Instituto de Neurociencias y codirector de la investigación, “es necesario entender mejor las causas de un trastorno tan complejo como este para poder diseñar aproximaciones terapéuticas racionales, ya que solo se podrá disponer de fármacos eficientes si realmente se conoce qué es exactamente lo que funciona mal dentro del cerebro de un paciente con esta enfermedad”. La corteza cerebral es la región más compleja del cerebro y es responsable de la capacidad de razonamiento, el lenguaje y el comportamiento social. Leer el resto de esta entrada »

Estudian una planta que incorpora genes de otras especies vegetales.

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Estudian una planta que incorpora genes de otras especies vegetales
Estudian una planta que incorpora genes de otras especies vegetales
La transferencia horizontal de genes – una suerte de intercambio – entre especies vegetales es un fenómeno que fue descripto en forma creciente en la última década. Sin embargo, por primera vez un grupo de científicos logró demostrar que una planta, Amborella, había “capturado” el equivalente a seis genomas mitocondriales completos provenientes de otras plantas, musgos y algas. María Virginia Sánchez Puerta, investigadora adjunta del CONICET en el Instituto de Biología Agrícola de Mendoza (IBAM, CONICET-UNCu), en Argentina, analiza junto a científicos de la Universidad de Indiana, Estados Unidos, el genoma mitocondrial de Amborella Trichopoda. “Es importante estudiarlo porque permite comprender mejor el mecanismo de transferencia horizontal de genes y porque es la primera vez que se encuentran en una planta genes de algas verdes”, explica. Es única en su especie, crece solamente en Nueva Caledonia, en Oceanía y es hermana del resto de las angiospermas –plantas con flor-. Cuando surgieron las angiospermas había dos linajes y la Amborella es la única sobreviviente del grupo extinto. Leer el resto de esta entrada »

Es decifrado el legado de los genes neandertales en la composición genética de los humanos actuales.

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El ser humano actual ha heredado una gran cantidad de genes neandertales, algo que desconocíamos hace apenas cinco años.
El ser humano actual ha heredado una gran cantidad de genes neandertales, algo que desconocíamos hace apenas cinco años.
Los científicos saben que los neandertales procrearon con los ancestros de los humanos modernos y dejaron rastros de su material genético. De qué forma afecta al ser humano actual este legado de ADN neandertal y qué cantidad de segmentos han sobrevivido son cuestiones que no están claras. Un estudio, dirigido por los genetistas de la Escuela de Medicina de Harvard (EE UU) y publicado en Nature, sugiere que el material genético heredado de los neandertales ha ayudado al ser humano moderno a adaptarse –por ejemplo, con genes relacionados con la piel–, pero también está implicado en enfermedades como la diabetes tipo 2, la enfermedad de Crohn, el lupus y la cirrosis biliar. Asimismo, otro artículo de la Universidad de Washington (EE UU), publicado de forma simultánea hoy en la revista Science, ha estudiado con detalle cuántos de estos segmentos de ADN han sobrevivido. Leer el resto de esta entrada »