El SARS-CoV-2 muta diez veces menos que cualquier otro virus de ARN

 Se ha publicado el primer gran estudio de conservación y mutaciones del nuevo COVID-19 por el grupo de África Holguín.

Desde el Instituto Ramon y Cajal, se han centrado las investigaciones en estudiar la variabilidad genética del VIH y del VIH infantil pero, con la aparición del nuevo coronavirus, este centro ha empezado a estudiar este virus. 

                                     

Junto con la microbióloga Paloma Troyano y el bioinformática Roberto Reinosa, realizaron un estudio, publicado en la revista Viruses, mas completo sobre el grado de conservación de aminoácidos y de la evolución de las cuatro proteínas estructurales del coronavirus. Pudieron realizar esta investigación gracias a los fondos de Irycis y las donaciones de particulares y empresas.

Para llevar a cabo esta investigación, descargaron todas las secuencias completas y parciales de SARS-CoV-2 de 117 países en la plataforma GISAID y las procesaron utilizando una herramienta bioinformática desarrollada en el propio grupo investigador. Después, caracterizaron todos los cambios de los aminoácidos que se habían producido en las cuatro proteínas estructurales del SARS-CoV-2 como resultado de las mutaciones que la continua replicación del virus causaba en su ARN. Finalmente, realizaron el análisis por países, continentes y a nivel global.

              

Se pudo observar, en las 105.276 secuencias de virus disponibles, a pesar de la conservación alta de las proteínas estructurales del SARS-CoV-2, todas presentaron cambios de aminoácidos con diferentes tendencias temporales. Pero estas mutaciones no son nada extraordinarias, ya que según afirma la bióloga "El SARS-CoV-2 muta diez veces menos que cualquier otro virus de ARN. Lo prueba la elevada conservación de sus proteínas estructurales: mas del 99%. En parte se debe a su capacidad autocorrectors que, aunque no es completa, permite que tenga menos cambios que otros virus del ARN, como en el caso del VIH".

Los virus ARN siempre están evolucionando y sometidos a presiones selectivas positivas y negativas. Por eso, no se debe descartar que las mutaciones que aparecen durante la replicación de SARS-CoV-2 pudieran ser seleccionadas tras generarse y dar al virus la capacidad de escape a las vacunas. "No sabemos aun la verdadera eficacia de las vacunas que se están administrando, ni cuánto dura su inmunidad...El tiempo nos irá enseñando las mejores estrategias...", en su opinion, las vacunas en fases avanzadas de desarrollo y las aprobadas, sí son una garantía de que podemos contener la pandemia, aunque no se debe abandonar el uso de mascarillas.

Esta noticia fue publicada en el DiarioMedico el miércoles 03/03/2021, haga click aquí para ver la noticia completa.

Nueva teoría sobre el origen de la vida en la Tierra

 Un equipo de químicos de la institución Scripps Research han descrito una reacción química capaz de ensamblar los componentes básicos del ADN antes de que la vida existiera. Este descubrimiento refuerza una nueva teoría sobre el origen de la vida en la Tierra. El hallazgo es el último de una serie de descubrimientos que apuntan a la posibilidad de que el ADN y el ARN surgieran a la vez como productos de reacciones químicas similares, y que las primeras moléculas capaces de replicarse eran mezclas de los dos.

Los investigadores han demostrado que un compuesto simple presente en nuestro planeta antes de que en él surgiera la vida, llamado diamidofosfato (DAP), podría haber entretejido químicamente cada uno de los pequeños monómeros llamados desoxinucleótidos en auténticas hebras de ADN primordial.

Ramanarayanan Krishnamurthy, autor principal del estudio, y otros investigadores llevan años dudando de la "hipótesis del mundo del ARN", la hipótesis dominante hasta el momento. Esta decía que los primeros organismos capaces de replicarse estaban basados únicamente en ARN, y que el ADN sólo surgió más tarde, como un producto generado por las formas de vida de ARN. Dudaban en parte porque sus moléculas podrían haber sido demasiado "pegajosas" como para dividirse y convertirse así en las primeras con capacidad de replicación.

Una hebra de ARN puede atraer con facilidad a otros bloques de construcción de ARN individuales, que se adhieren a ella para formar una nueva hebra donde cada bloque de construcción en la nueva cadena se une a su bloque de construcción complementario en la hebra original. Si la nueva hebra consigue desprenderse de la original y, mediante el mismo proceso, empezar a crear plantillas de otras hebras nuevas, entonces habrá logrado el proceso de la autorreplicación.

Pero ahí es precisamente donde reside el problema. Las hebras de ARN son muy buenas a la hora de crear nuevas hebras complementarias pero no lo son tanto a la hora de separarse de ellas, es decir, de replicarse. Y a pesar de que es cierto que los organismos modernos producen enzimas que pueden obligar a las hebras complementarias a separarse de las originales, lo que permite la replicación, no está nada claro cómo este proceso pudo haber tenido lugar en un mundo en el que las enzimas aún no existían.

En estudios anteriores, Krishnamurthy y sus compañeros ya habían demostrado que otro tipo de hebras "quiméricas", hechas en parte de ARN y en parte de ADN, habrían podido solucionar el problema, dando lugar a hebras complementarias menos "pegajosas" con mayor facilidad para separarse. Además, en trabajos anteriores el investigador también demostró que los bloques de construcción de ARN y ADN podrían haber surgido al mismo tiempo y en condiciones químicas muy similares en la Tierra primitiva.

Sin duda alguna este es un gran avance y un paso importante hacia el futuro, ya que este nuevo mecanismo químico supone un importante paso en la comprensión de cómo la vida pudo llegar a surgir en la Tierra a partir de una serie de ribonucleósidos originalmente separados. Además, como bien señalan los investigadores, su trabajo puede tener también importantes aplicaciones prácticas. Entre ellas, la síntesis artificial de ADN y ARN (por ejemplo en la técnica PCR empleada en los test de COVID-19). También los métodos químicos libres de enzimas serían mucho más robustos a la hora de producir ADN y ARN. A parte, este hallazgo es un importante paso hacia el desarrollo de un modelo químico detallado de cómo se originaron las primeras formas de vida en la Tierra.

Esta noticia está relacionada con el temario de la transcripción y traducción del ARN i el ADN de biología de segundo de bachillerato. La noticia fue publicada por el ABC el 30 de diciembre de 2020. Para ver la noticia original pulse aquí. Imágenes extraídas de aquí y aquí.

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La cura para la infertilidad

                          La próxima superación de la infertilidad 

Uno de los grandes problemas solucionados mediante la medicina actual es la infertilidad.Una de las técnicas más utilizadas es la fecundación in vitro.

Aunque ,durante este proceso algunas de estas nuevas células en desarrollo tienen defectos presentando una variación en el número de cromosomas conocido como aneuplodía.Así pues científicos han encontrado una forma de reducir este porcentaje,mediante la utilización de un nuevo fármaco 'proTAME'.

                               

Este nuevo medicamento pretende reducir a la mitad el número de fallos en la replicación del ADN y la anafase de la mitosi que se comete en la fecundación in vitro.Solucionando así los embriones con un número mayor de cromosomas.Este proceso se ha probado ya con ratas las cuales tienen 20 pares de cromosomas consiguiendo disminuir el número en la mitad y se pretende llevar a humanos en un futuro.

Este tipo de pruebas podrían ayudar no solo con los problemas de infecundación sino también con el entendimiento de los procesos de replicación celular ,proporcionando así un posible avance en el  campo de la genética.

'Fabricando mejores embriones' Revista de prensa ABC .14 Febrero 2019.
Enlace a la noticia original.

LA UTILITZACIÓ DELS ERRORS DEL GENOMA CONTRA EL CÁNCER

Científics del Centre Nacional d'Investigacions Oncològiques (CNIO) han descobert una fallada en la replicació del genoma que pot provocar la malignització cel·lular però també es podria utilitzar per acabar amb les cèl·lules tumorals.

En concret, segons detallen a la revista 'Cell Reports', han vist que la cooperació de dues proteïnes anomenades CDC6 i CDT1 és essencial per a la duplicació normal de l'ADN mentre que la seva sobreexpressió provoca que el material genètic es replique de forma excessiva, descrivint per primera vegada les conseqüències d'aquest fenomen en mamífers.

El més important del genoma és l'estabilitat durant tot el procés de replicació de l'ADN. Però hi ha alteracions que produeixen una mala replicació, en concret tres. Aquestes són moltes mutacions, que la cèl·lula es replique sense estar preparada o que es replique de més. Això és el que produeix que hi hagi processos tumorals.

Per evitar aquestes situacions existeixen mecanismes de control, com les proteïnes CDC6 i CDT1, que s'encarreguen d'acoblar el procés de replicació en la còpia de l'ADN. Després de realitzar la seva funció, aquestes proteïnes són inhibides bioquímicament ja que si es mantuvieses en acció, podrien fer començar de nou el procés amb greus conseqüències per a la cèl·lula, ja que podria portar a produir cèl·lules canceroses.

A més, els investigadors van utilitzar ratolins modificats genèticament per demostrar que quan hi ha una alta presència d'aquestes proteïnes, es reprodueix la re-replicació afectant als teixits. Per això, les cèl·lules canceroses tenen un alt nivell de CDC6 i pensen que en aquestes cèl·lules s'induiria ràpidament la re-replicació augmentant només els nivells de CDT1, sense afectar les cèl·lules normals.

Sota el meu punt de vista, aquest és un important avanç perquè qualsevol descobriment que ens apropi a conèixer d'una manera més específica els processos cancerosos puden ajudar-nos a combatre-ho. Per això, cal que s'intenten emprar fàrmacs que augmentin els nivells d'aquesta proteïna i poder induir aquesta re-replicació en cèl·lules canceroses provocant la seva eliminació de l'organisme.

Aquesta notícia està relacionada amb els temes de metabolisme, genética i autoconservació del llibre de Biologia de 2n de batxillerat.

Ací està l'enllaç de la notícia actual.

¿Se pueden aprovechar fallos en la replicación del genoma?

Científicos del CNIO han descubierto que la cooperación de dos proteínas llamadas CDC6 y CDT1 es esencial para la duplicación del ADN, pero, por contra, su sobreexpresión provoca que el material genético se replique excesivamente, causando una serie de consecuencias. 

 

Según estudios epidemiológicos, dos tercios de las mutaciones tumorales tienen lugar como consecuencia de errores en la replicación del ADN. Estos errores suelen ser producidos por la exposición a la luz UV o a ciertos productos tóxicos.

Según el jefe del grupo de replicación del ADN del CNI, Juan Méndez, hay tres cosas que pueden ir mal en la replicación del genoma. La primera es que se produzcan mutaciones; la segunda, que la célula entre en replicación sin estar preparada; por último, que se replique de más.

Para evitar esto, existen mecanismos de control, como las proteínas CDC6 y CDT1. Estas, una vez acabado el proceso, son inhibidas, ya que en caso de que se mantengan activas, puede causar graves problemas a la célula.

Además, Méndez y su grupo han utilizado ratones modificados genéticamente para demostrar que cuando CDC6 y CDT1 se acumulan a niveles muy altos, se produce una re-replicación del ADN en algunos tipos celulares, afectando a la funcionalidad de los tejidos.

Aquí os dejo un vídeo para que entendáis mejor la replicación del ADN.

Según mi punto de vista, me ha parecido un artículo muy interesante, ya que nos habla de la replicación del ADN, un punto estudiado anteriormente, y te permite conocer todos los problemas que aún siguen sin conocerse, y la variedad de procesos que puede sufrir una célula. Además, cuando fuimos a la excursión de Valencia, nos mostraron muchos puntos que se muestran aquí, como los ratones modificados genéticamente.

Este artículo está relacionado con el bloque 'III. Metabolismo y autoperpetuación' del libro de Biología de 2 de Bachiller.

Para más información, pulse aquí.

SINTETITZA LA CÉL.LULA MÍNIMA AMB NOMÉS 473 GENS NECESSARIS PER A LA VIDA.

El concepte de 'cèl·lula mínima' és fonamental en biologia sintètica, és el conjunt mínim de gens necessaris i suficients perquè una cèl·lula funcione, en presència il.limitada de nutrients essencials. Un estudi publicat a Science presenta la síntesi d'un genoma bacterià mínim, amb només 473 gens. La versió final, anomenada JCVI-syn3.0, és el genoma més petit capaç de replicar de forma autònoma qualsevol cèl·lula.

Genoma

L'equip científic va inserir transposons (fragments del genoma que poden canviar de forma autònoma la seva ubicació dins el mateix) en nombrosos gens per interrompre les seves funcions i determinar quins eren necessàries per a l'activitat general dels bacteris.

L'objectiu era baixar gradualment el genoma sintètic, fins que aquest fos el més petit posible. Amb això es va descobrir que alguns gens classificats com "no essencials" fan la mateixa funció essencial, però com un segon gen. Per tant, un dels parells de gens ha de ser retingut en el genoma mínim.

Aquest genoma mínim manca de tots els gens de modificació i restricció de l'ADN i de la majoria dels gens que codifiquen lipoproteïnes. Però, en ell es conserven gairebé tots els gens utilitzats en la lectura i expressió de la informació genètica en el genoma, també actua en la preservació de la informació genètica a través de les generacions.

No obstant això, encara no es coneixen les funcions biològiques precises d'aproximadament el 31% dels gens JCVI-syn3.0. Però, aquests gens JCVI- syn3.0. són capaços de codificar proteïnes universals amb funcions encara per determinar.

Aquesta noticia esta relaciona amb els temes de Biología: Els gens i la seua funció (T.15), Mutacions i manipulacions genètiques (T.16). Si voleu saber mes sobre aquesta noticia entreu en agenciasinc. 

PrimPol, la enzima que repara el ADN

   El PrimPol es una enzima humana que favorece la reparación del ADN cuando hay algún daño, permitiendo a las células hacer copia de su ADN, aunque esté dañado, y evitando roturas en los cromosomas.

    Las células hacen copias de su ADN y lo transmiten a sus hijas cada día para producir nuevas que puedan regenerar tejidos y reparar los que han sufrido lesiones. Este proceso, llamado replicación,  puede generar graves alteraciones en el material genético asociadas a la transformación tumoral o el envejecimiento.

     Sin embargo, se ha descubierto una enzima humana, la proteína PrimPol, que reconoce las lesiones en el ADN y facilita su reparación durante la replicación, evitando daños irreversibles y fatales para las células, y con esto al organismo. Actúa en este momento debido a que durante esas ocho horas es cuando el ADN se vuelve más frágil y se puede romper, cuando pierde estabilidad. Durante este tiempo  las células deben vigilar que la copia sea fidedigna, y si se produce algún error, repararlo de la forma más eficiente.

    Se atribuye este descubrimiento a investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) y del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBMSO, CSIC-UAM).

     Este artículo constituye la continuación de otro publicado en la revista Molecula Cell,  pero realizado por los mismos investigadores, donde se describe la existencia y las propiedades bioquímicas de la  enzima PrimPol. Los resultados de este han sido publicados en la revista Nature Structural and Molecular Biology.

  Los científicos empiezan a analizar el papel que habría desempeñado el incremento en las mutaciones en la evolución de los genomas, además de actuar sobre el envejecimiento y el desarrollo del cáncer.

    Con la identificación de esta proteína en el ser humano ya se empieza ha estudiar su efecto en el desarrollo de las enfermedades. Con lo cual supone un avance para varios campos de la ciencia que deja paso a miles de estudios futuros.

     Podemos relacionar esta noticia con el tema 11 del libro de Biología: núcleo, mitosis y meiosis.

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