(Podrás encontrar respuesta a ésta y otras preguntas en mi canal de youtube Un paseo con Darwin)
Si bien para responder a la pregunta de dónde se encuentra el ADN sólo había que saber si estábamos hablando de una célula eucariota (con núcleo diferenciado) o una célula procariota (sin núcleo diferenciado), cuando la cuestión se plantea para el ARN, la respuesta se complica. Y esto es así debido a que no existe un único ARN y a que el lugar donde este se sintetiza y el lugar donde lleva a cabo la función que tiene que cumplir no siempre es el mismo.
Pero, comencemos con el caso más sencillo. En procariotas, como hemos dicho, no existe un núcleo entendido como un compartimento independiente. Por lo tanto, el material genético no queda encerrado en ninguna estructura aislada. De esta manera no cabe otra posibilidad que hallar el ARN, independientemente del tipo del que se trate, en el citoplasma.
En eucariotas, la situación es más compleja. En primer lugar, hay que tener en cuenta que la síntesis del ARN, sea del tipo que sea, se da en el núcleo, pero la traducción de esa secuencia en una secuencia de proteínas se da en el citoplasma. Además, entre ambos procesos (transcripción y traducción) tiene lugar tanto la maduración del ARN como su transporte al exterior del núcleo. Por lo tanto, si tenemos en cuenta que el ARNr y el ARNt llevan a cabo su función en la síntesis de las proteínas y esta tiene lugar en el citoplasma, resulta inmediato concluir que será aquí donde podamos encontrarlos a ambos. Por otro lado, el ARN regulador o ARNsn juega un papel importante en la maduración del ARNm, y como esta se lleva a cabo en el núcleo, será aquí donde lo hallemos. Por último, el ARNm podremos encontrarlo tanto en el interior del núcleo como en el citoplasma. Encontrarlo en mayor o menor proporción dentro o fuera del núcleo va a depender de la vida media del ARNm sintetizado, y esto, en última instancia, dependerá del proceso de maduración que la molécula haya sufrido.
jueves, 24 de mayo de 2012
martes, 22 de mayo de 2012
PREGUNTA 11: ¿CUÁNTOS TIPOS DE ARN EXISTEN?
(Podrás encontrar respuesta a ésta y otras preguntas en mi canal de youtube Un paseo con Darwin)
Normalmente, y para simplificar, se dice que existen cuatro tipos de ARN, atendiendo a la función que cada uno de ellos lleva a cabo. Estos son: el ARN mensajero (ARNm), el ARN ribosómico (ARNr), el ARN de transferencia (ARNt) y el ARN regulador, del que se conocen varios subtipos y que a veces también se ha llamado ARN pequeño nuclear (ARNsn).
Pero antes de profundizar en cada uno de ellos resulta obligatorio hacer una parada en el conocido como Dogma central de la Biología Molecular. Éste fue establecido a finales de los años cincuenta del Siglo XX por Francis Crick (descubridor de la estructura del ADN junto al estadounidense James Watson) y se resume en la frase “un gen, una proteína”. Y es necesario detenernos aquí para ganar conciencia de que el sentido de la existencia tanto del ADN como del ARN es el de dar lugar a las proteínas que en su conjunto van a ser las encargadas, en última instancia, de dar estructura y función a cada una de las partes de todo organismo vivo.
Partiendo de esta premisa definiremos cada tipo de ARN en función del papel que juega en la síntesis de las proteínas. Así, el ARNm se puede considerar como el intermediario entre el gen y la proteína, y constituye, aproximadamente, el 5% del ARN total presente en una célula. Este tipo de ARN, por tanto, transporta la información contenida en un gen –aunque con ciertas particularidades químicas respecto a la molécula de ADN- que será utilizada para sintetizar una proteína.
El ARNr es el mayoritario (en torno al 75-80% del ARN total) y su función es la de generar el entorno y catalizar la reacción de síntesis de la proteína a partir de la información contenida en el ARNm. Para llevar a cabo esta función, el ARNr tiene que asociarse a una serie de proteínas específicas dando lugar a un complejo llamado ribosoma.
El ARNt está representado con un porcentaje en torno al 15% del ARN total y su función es la de transportar y transferir los aminoácidos, que son las unidades estructurales de las proteínas. Así, al final de cada proceso de transformación de una molécula de ADN en una molécula de ARNm (transcripción) y de traducción de ésta en el ribosoma y en presencia de ARNt, lo que tendremos será una macromolécula (proteína) cuya secuencia de aminoácidos queda determinada por la secuencia nucleotídica de partida.
Por último, el ARN regulador viene determinado por pequeñas moléculas de ARN que juegan un papel muy importante en la regulación de la expresión de genes específicos. Dentro de estos, cabe destacar los ARN de interferencia y los ARN antisentido que pueden activar o, sobre todo, inhibir la etapa de transcripción mediante determinados procesos en el interior del núcleo.
Normalmente, y para simplificar, se dice que existen cuatro tipos de ARN, atendiendo a la función que cada uno de ellos lleva a cabo. Estos son: el ARN mensajero (ARNm), el ARN ribosómico (ARNr), el ARN de transferencia (ARNt) y el ARN regulador, del que se conocen varios subtipos y que a veces también se ha llamado ARN pequeño nuclear (ARNsn).
Pero antes de profundizar en cada uno de ellos resulta obligatorio hacer una parada en el conocido como Dogma central de la Biología Molecular. Éste fue establecido a finales de los años cincuenta del Siglo XX por Francis Crick (descubridor de la estructura del ADN junto al estadounidense James Watson) y se resume en la frase “un gen, una proteína”. Y es necesario detenernos aquí para ganar conciencia de que el sentido de la existencia tanto del ADN como del ARN es el de dar lugar a las proteínas que en su conjunto van a ser las encargadas, en última instancia, de dar estructura y función a cada una de las partes de todo organismo vivo.
Partiendo de esta premisa definiremos cada tipo de ARN en función del papel que juega en la síntesis de las proteínas. Así, el ARNm se puede considerar como el intermediario entre el gen y la proteína, y constituye, aproximadamente, el 5% del ARN total presente en una célula. Este tipo de ARN, por tanto, transporta la información contenida en un gen –aunque con ciertas particularidades químicas respecto a la molécula de ADN- que será utilizada para sintetizar una proteína.
El ARNr es el mayoritario (en torno al 75-80% del ARN total) y su función es la de generar el entorno y catalizar la reacción de síntesis de la proteína a partir de la información contenida en el ARNm. Para llevar a cabo esta función, el ARNr tiene que asociarse a una serie de proteínas específicas dando lugar a un complejo llamado ribosoma.
El ARNt está representado con un porcentaje en torno al 15% del ARN total y su función es la de transportar y transferir los aminoácidos, que son las unidades estructurales de las proteínas. Así, al final de cada proceso de transformación de una molécula de ADN en una molécula de ARNm (transcripción) y de traducción de ésta en el ribosoma y en presencia de ARNt, lo que tendremos será una macromolécula (proteína) cuya secuencia de aminoácidos queda determinada por la secuencia nucleotídica de partida.
Por último, el ARN regulador viene determinado por pequeñas moléculas de ARN que juegan un papel muy importante en la regulación de la expresión de genes específicos. Dentro de estos, cabe destacar los ARN de interferencia y los ARN antisentido que pueden activar o, sobre todo, inhibir la etapa de transcripción mediante determinados procesos en el interior del núcleo.
miércoles, 16 de mayo de 2012
PREGUNTA 10: ¿QUÉ ES EL GENOMA HUMANO?
(Podrás encontrar respuesta a ésta y otras preguntas en mi canal de youtube Un paseo con Darwin)
Si definimos un genoma de manera ortodoxa, es decir, como la totalidad del ADN que hay presente en cada una de las células que componen un organismo, parece inmediato deducir que el genoma humano lo constituye el ADN completo de la especie animal Homo sapiens. Pero realizar esta sencilla definición podría conducirnos a una idea equivocada en cuanto a la complejidad de nuestro genoma.
Basta recordar la frase que el entonces presidente de los USA, Bill Clinton, pronunció cuando se hubo secuenciado el genoma humano para hacernos una idea de la magnitud de información que podemos llegar a encontrar en el conjunto de nuestro ADN. “Estamos aprendiendo el lenguaje con el que Dios creó la vida”, fue lo que por entonces dijo.
Por otro lado, hablar de “El Genoma Humano” así, de manera absoluta, podría hacernos pensar que sólo existe uno. Es decir, que todos los humanos comparten una única e idéntica copia de su carga genética. Y esto no es así. Es cierto que dos individuos distintos comparten entre sí más del 99,9% de su ADN, pero es que esa diferencia mínima del 0,1% se traduce en la presencia de más de tres millones de nucleótidos distintos que son los que confieren las características individuales a cada persona.
No obstante, a pesar de lo anterior, hay que dejar claro que sí que existe una secuencia consenso común a todos los individuos del género humano que fue la obtenida y publicada tras el éxito del Proyecto Genoma Humano.
Basta recordar la frase que el entonces presidente de los USA, Bill Clinton, pronunció cuando se hubo secuenciado el genoma humano para hacernos una idea de la magnitud de información que podemos llegar a encontrar en el conjunto de nuestro ADN. “Estamos aprendiendo el lenguaje con el que Dios creó la vida”, fue lo que por entonces dijo.
Por otro lado, hablar de “El Genoma Humano” así, de manera absoluta, podría hacernos pensar que sólo existe uno. Es decir, que todos los humanos comparten una única e idéntica copia de su carga genética. Y esto no es así. Es cierto que dos individuos distintos comparten entre sí más del 99,9% de su ADN, pero es que esa diferencia mínima del 0,1% se traduce en la presencia de más de tres millones de nucleótidos distintos que son los que confieren las características individuales a cada persona.
No obstante, a pesar de lo anterior, hay que dejar claro que sí que existe una secuencia consenso común a todos los individuos del género humano que fue la obtenida y publicada tras el éxito del Proyecto Genoma Humano.
viernes, 17 de febrero de 2012
PREGUNTA 9: ¿QUÉ ES UN GEN?
(Podrás encontrar respuesta a ésta y otras preguntas en mi canal de youtube Un paseo con Darwin)
De forma sencilla, podríamos decir que un gen es un fragmento de ADN (también ARN en algunos virus) que almacena información, la transmite a la descendencia y que su producto final (proteína, fundamentalmente, pero también ARN) cumple una función específica. Por todo lo anterior, en muchas ocasiones se resume que el gen es la unidad fundamental de la herencia.
El término gen fue acuñado por el científico danés Wilhelm Ludwig Johannsen a principios del Siglo XX, pero no se consolidaría hasta cuarenta años después, cuando se dota al gen de características moleculares.
El principal destino final de un gen es dar lugar a una proteína, después de haber generado un ARN llamado “mensajero”, en sucesivos procesos de transcripción (síntesis del ARNm) y traducción (síntesis de la proteína), a través de una serie de reglas impuestas por el conocido como código genético. No obstante, algunos genes no son traducidos por lo que no pasan de convertirse en ARN. En estos casos los ARN producidos pueden ser de tipo ribosómico, transferente u otro, con funciones diversas.
Dentro de cada célula –en el núcleo para las células eucariotas y en el citoplasma para las procariotas-, los genes se organizan en cromosomas, y el conjunto de esos cromosomas constituye lo que llamamos genoma.
De forma sencilla, podríamos decir que un gen es un fragmento de ADN (también ARN en algunos virus) que almacena información, la transmite a la descendencia y que su producto final (proteína, fundamentalmente, pero también ARN) cumple una función específica. Por todo lo anterior, en muchas ocasiones se resume que el gen es la unidad fundamental de la herencia.
El término gen fue acuñado por el científico danés Wilhelm Ludwig Johannsen a principios del Siglo XX, pero no se consolidaría hasta cuarenta años después, cuando se dota al gen de características moleculares.
El principal destino final de un gen es dar lugar a una proteína, después de haber generado un ARN llamado “mensajero”, en sucesivos procesos de transcripción (síntesis del ARNm) y traducción (síntesis de la proteína), a través de una serie de reglas impuestas por el conocido como código genético. No obstante, algunos genes no son traducidos por lo que no pasan de convertirse en ARN. En estos casos los ARN producidos pueden ser de tipo ribosómico, transferente u otro, con funciones diversas.
Dentro de cada célula –en el núcleo para las células eucariotas y en el citoplasma para las procariotas-, los genes se organizan en cromosomas, y el conjunto de esos cromosomas constituye lo que llamamos genoma.
miércoles, 25 de enero de 2012
PREGUNTA 8: ¿CUÁNTOS GENES TIENE UN SER HUMANO?
(Podrás encontrar respuesta a ésta y otras preguntas en mi canal de youtube Un paseo con Darwin)
Hasta la década de los noventa del siglo XX, la idea generalmente aceptada por la comunidad científica era que en el genoma de cualquier humano podían hallarse del orden de 100.000 genes. Pero conforme el Proyecto Genoma Humano fue arrojando luz sobre la secuencia de nuestro ADN, ese número bajó. Así, cuando en el año 2000 los padres científicos del Proyecto junto a los políticos Bill Clinton y Tony Blair presentaron el primer borrador del genoma humano, la estimación rebajó el número de genes hasta los 25.000-30.000. Pero aquel borrador sólo fue el principio. Desde entonces se ha venido trabajando en la ingente cantidad de información obtenida y las últimas estimaciones cifran el número de genes presentes en cada una de las células nucleadas de nuestro organismo en unos 20.500.
La siguiente pregunta que cabría hacerse es ¿y esos son pocos o muchos en comparación con otros seres vivos? Y la respuesta no puede ser otra: son, exactamente, los que necesita. A veces –en demasiadas ocasiones- periodistas, científicos y divulgadores suelen jugar a enfrentar el número de genes, el tamaño del genoma, el número de cromosomas, la similitud entre el ADN y otras características ligadas a nuestro material genético con el de algunos animales para llegar a situaciones realmente absurdas. Y es que sería como si sabiendo que el número de piezas que tiene un ordenador nos preguntáramos por si son pocas o muchas comparado con el de otros elementos como una moto, una tostadora o un mecano. La conclusión a la que podríamos llegar sería tan ridícula como carente de sentido. Con el ADN pasa lo mismo.
No obstante, para satisfacer la curiosidad de quien aún pueda tenerla y sin ánimo de entrar a valorar comparaciones que ya hemos dicho que no caben hacer, mostraré en la siguiente tabla el número de genes de algunas especies más o menos alejadas de la nuestra.
Especie Nº genes
Ser humano (Homo sapiens) 20.500
Pulga de agua (Daphnia pulex) 31.000
Ratón (Mus musculus) 23.000
Bacteria E. coli 4.377
Arroz (Oryza sativa) 28.000
Levadura (S. cerevisiae) 5.800
Mosca (Drosophila melanogaster) 17.000
Gusano (C. elegans) 21.733
Arabidopsis (A. thaliana) 25.500
Perro (Canis lupus) 19.300
Mycoplasma genitalium 485
Virus EBV, causante de la mononucleosis 80
Hasta la década de los noventa del siglo XX, la idea generalmente aceptada por la comunidad científica era que en el genoma de cualquier humano podían hallarse del orden de 100.000 genes. Pero conforme el Proyecto Genoma Humano fue arrojando luz sobre la secuencia de nuestro ADN, ese número bajó. Así, cuando en el año 2000 los padres científicos del Proyecto junto a los políticos Bill Clinton y Tony Blair presentaron el primer borrador del genoma humano, la estimación rebajó el número de genes hasta los 25.000-30.000. Pero aquel borrador sólo fue el principio. Desde entonces se ha venido trabajando en la ingente cantidad de información obtenida y las últimas estimaciones cifran el número de genes presentes en cada una de las células nucleadas de nuestro organismo en unos 20.500.
La siguiente pregunta que cabría hacerse es ¿y esos son pocos o muchos en comparación con otros seres vivos? Y la respuesta no puede ser otra: son, exactamente, los que necesita. A veces –en demasiadas ocasiones- periodistas, científicos y divulgadores suelen jugar a enfrentar el número de genes, el tamaño del genoma, el número de cromosomas, la similitud entre el ADN y otras características ligadas a nuestro material genético con el de algunos animales para llegar a situaciones realmente absurdas. Y es que sería como si sabiendo que el número de piezas que tiene un ordenador nos preguntáramos por si son pocas o muchas comparado con el de otros elementos como una moto, una tostadora o un mecano. La conclusión a la que podríamos llegar sería tan ridícula como carente de sentido. Con el ADN pasa lo mismo.
No obstante, para satisfacer la curiosidad de quien aún pueda tenerla y sin ánimo de entrar a valorar comparaciones que ya hemos dicho que no caben hacer, mostraré en la siguiente tabla el número de genes de algunas especies más o menos alejadas de la nuestra.
Especie Nº genes
Ser humano (Homo sapiens) 20.500
Pulga de agua (Daphnia pulex) 31.000
Ratón (Mus musculus) 23.000
Bacteria E. coli 4.377
Arroz (Oryza sativa) 28.000
Levadura (S. cerevisiae) 5.800
Mosca (Drosophila melanogaster) 17.000
Gusano (C. elegans) 21.733
Arabidopsis (A. thaliana) 25.500
Perro (Canis lupus) 19.300
Mycoplasma genitalium 485
Virus EBV, causante de la mononucleosis 80
lunes, 19 de septiembre de 2011
BAJO LOS ADOQUINES, LA CIENCIA
“Bajo los adoquines, la ciencia” juega con una idea de libertad. Ahora que las reivindicaciones sociales se muestran tan presentes como necesarias y pendientes del camino que toma la “primavera árabe”, este título (prestado del mayo del 68) me parece más adecuado que cuando surgió, hace casi dos años. En aquel momento trataba de presentar a la ciencia como el adalid que exige una transformación social. Y la idea no ha cambiado; si acaso, ha ganado fuerza.
En el libro, como fragmentos de vida, se suceden algunas de las anécdotas de los personajes que han construido nuestro presente. Sus historias, salpicadas con el pincel de la ciencia, nos enseñan a situarnos en el terreno de juego que es el mundo actual. Conocer y comprender ese presente bajo la perspectiva de cada uno pasa por entender lo que estamos viviendo. Y ahí juega un papel determinante nuestro saber científico.
Después de haberle arrancado una década al siglo XXI, términos como células madre, cromosomas o ADN están perfectamente instalados en el subconsciente colectivo de la sociedad. Pero a veces su significado se enmaraña y se pierde por culpa de la superstición, la vagancia intelectual o la inmensa osadía de la ignorancia.
Así pues, en esta recopilación de artículos perfectamente ilustrados por el dibujante Juan Manuel Beltrán y prologados por el genial profesor el Doctor Juan Ramón Lacadena, el que escribe intenta –desde su modesta posición- dar luz a algunas de las dudas que la ciencia genera. Dentro de muy pocos días estará en la calle. Espero, lector, que hincarle el diente sea sólo la forma reivindicativa que tienes de enfrentarte al futuro de una forma crítica y decidida. Porque sólo el conocimiento nos hace plenamente libres.
lunes, 25 de octubre de 2010
PREGUNTA 7: ¿QUÉ SON LAS MUTACIONES?
(Podrás encontrar respuesta a ésta y otras preguntas en mi canal de youtube Un paseo con Darwin)
Una mutación es un cambio producido, de manera espontánea o inducida, en una secuencia de nucleótidos de ADN. Por lo tanto, afecta al genotipo de un individuo, pero no siempre a su fenotipo, que es la expresión de aquél en un ambiente dado, en cuanto a sus características físicas y de conducta.
En el conjunto de los genes de una persona, las mutaciones se producen de manera azarosa con una frecuencia aproximada de una cada varios billones de nucleótidos duplicados. En la mayoría de los casos, nuestras células cuentan con la maquinaria de reparación necesaria como para que esas mutaciones no tengan ninguna traducción en forma de tara para el individuo, aunque en determinadas ocasiones las mutaciones escapan a estos procesos reparativos. Aún en estos casos, la mayoría de las mutaciones que aparecen son no dominantes –recesivas-, y no afectan al individuo. Por otro lado, existen ciertos elementos llamados mutagénicos que son capaces de dar lugar a una mutación con una frecuencia mayor de lo esperado en ausencia de dicho agente. Éstos pueden ser de tipo biológico, como ciertos virus, químicos, como la nitrosoguanidina, o en forma de radiación, como las ultravioletas.
Las enfermedades genéticas o el cáncer son algunas de las consecuencias que pueden darse al producirse una mutación. Sin embargo, no todas las mutaciones son negativas para el individuo, sino que algunas pueden hacerle presentar una característica que se entienda como una ventaja evolutiva. Por lo tanto, se puede decir que las mutaciones son herramientas fundamentales para que los organismos varíen y se adapten a diferentes circunstancias. Es decir, las mutaciones son la base de la evolución biológica.
Una mutación es un cambio producido, de manera espontánea o inducida, en una secuencia de nucleótidos de ADN. Por lo tanto, afecta al genotipo de un individuo, pero no siempre a su fenotipo, que es la expresión de aquél en un ambiente dado, en cuanto a sus características físicas y de conducta.
En el conjunto de los genes de una persona, las mutaciones se producen de manera azarosa con una frecuencia aproximada de una cada varios billones de nucleótidos duplicados. En la mayoría de los casos, nuestras células cuentan con la maquinaria de reparación necesaria como para que esas mutaciones no tengan ninguna traducción en forma de tara para el individuo, aunque en determinadas ocasiones las mutaciones escapan a estos procesos reparativos. Aún en estos casos, la mayoría de las mutaciones que aparecen son no dominantes –recesivas-, y no afectan al individuo. Por otro lado, existen ciertos elementos llamados mutagénicos que son capaces de dar lugar a una mutación con una frecuencia mayor de lo esperado en ausencia de dicho agente. Éstos pueden ser de tipo biológico, como ciertos virus, químicos, como la nitrosoguanidina, o en forma de radiación, como las ultravioletas.
Las enfermedades genéticas o el cáncer son algunas de las consecuencias que pueden darse al producirse una mutación. Sin embargo, no todas las mutaciones son negativas para el individuo, sino que algunas pueden hacerle presentar una característica que se entienda como una ventaja evolutiva. Por lo tanto, se puede decir que las mutaciones son herramientas fundamentales para que los organismos varíen y se adapten a diferentes circunstancias. Es decir, las mutaciones son la base de la evolución biológica.
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