Avances en el entendimiento del origen de la vida en la Tierra

En un avance hacia el entendimiento del origen de la vida en la Tierra, científicos han demostrado que algunas partes del ciclo de Krebs pueden funcionar en sentido contrario, produciendo biomoléculas que, junto a la luz solar y a un mineral presente en los océanos primigenios, podrían haber ayudado al comienzo de la vida.

El ciclo de Krebs consiste en una serie de reacciones químicas cuya importancia es capital para las células; es parte de la ruta metabólica que cambia los carbohidratos, grasas y proteínas en dióxido de carbono y agua, elementos necesarios para la generación de energía.

Scot T. Martin y Xiang V. Zhang explican que una versión “marcha atrás” del ciclo, que fabrica enzimas y otras biomoléculas a partir del dióxido de carbono, ha recibido ultimamente bastante atención por parte de los científicos que estudian el origen de la vida. Si el ciclo “contrario” hubiese entrado en acción en una tierra carente de vida, podría haber producido los elementos bioquímicos fundamentales necesarios para el desarrollo de sistemas biológicos avanzados como el ARN, que podrían reproducirse a si mismos.

Martin y Zhang demostraron que tres de las cinco reacciones químicas que tienen lugar en el ciclo de Krebs “marcha atrás” funcionan y producen biomoléculas sobre la superficie de un mineral del que se cree, estaba presente en las aguas de la Tierra primigenia. El mineral en concreto la "esfalerita" actuó como un fotocatalizador que empleaba la luz solar para fomentar las reacciones químicas.

Traducido de New insights into the origin of life on Earth

Este artículo nos sirve para darnos cuenta de lo importante que es el estudio del funcionamiento de las células, y nos hace una breve introducción a lo que veremos en el tema 13 (pag. 239) sobre el ciclo de Krebs relacionándolo con el origen de la vida.

Un estudio revela una nueva propiedad para “remodelar” el proceso de regulación génica

Las células son capaces de reorganizar completamente su genoma con el fin de facilitar que los genes puedan ser activados en el momento preciso. Este proceso de “remodelado” del cromosoma se consigue moviendo los nucleosomas

Fuente: Citologia

La remodelación del cromosoma se consigue moviendo unas estructuras cuya función es empaquetar el DNA, llamadas nucleosomas. Cuando los nucleosomas se mueven de su posición, el gen apropiado entonces queda expuesto al proceso de traducción y puede expresarse con una mayor eficiencia. Han descubierto que cuando un gen ha de dejar de ser activo, se reclutan nucleosomas hacia una zona particular en el genoma, con el fin de garantizar que la expresión de un gen quedará detenida. Los nucleosomas son un complejo de proteínas cuya función es unirse al DNA haciendo que éste lo rodee, de esta manera se forma una suerte de rosario cuyo fin es la condensación del DNA. La unión de los nucleosomas y el DNA se denomina cromatina. Tradicionalmente se ha considerado que los nucleosomas estaban distribuidos uniformemente en el genoma, con este estudio, los autores podrían haber demostrado que esta distribución es dinámica y que se produce según los intereses de la célula. Esta es una visión moderna de ver la estructura de la cromatina, y más acertada, especialmente cuando hace tiempo que se sabe del dinamismo de los procesos relacionados con la expresión de los genes. El estudio, del genoma de la levadura, es un modelo experimental sobre un genoma sencillo que responde con eficiencia a los cambios del ambiente. De esta manera, cambiando los nutrientes, se pueden ver que los genes que son necesarios para procesar un nuevo nutriente se libera de los nucleosomas y puede ser expresado. De la misma manera, aquellos genes que han de dejar de expresarse vuelven a quedar posicionados entre los nucleosomas cuando las condiciones ambientales no son óptimas para su crecimiento.Este proceso de remodelación cromosómica en levadura podría ser trasladado a organismos superiores, con un genoma mucho más complicado. De la misma manera podría ser un modelo para entender cómo la remodelación cromosómica influencia la expresión génica y el desarrollo de enfermedades tales como el cáncer.

Este tema esta relacionado con el de la estructura del ADN además del de la cromátida donde explica que es un nucleosoma, que es la unidad formada por un octómero de histona y que engloba el ADN. Se encuentra al final del tema 5, donde explica todos los procesos de empaquetamiento del ADN.

Científicos de la UJI diseñan un sensor fluorescente capaz de medir la acidez intracelular

Los tradicionales colorantes para la tinción de tejidos orgánicos se han quedado cortos. El avance en el estudio del metabolismo celular requiere herramientas superiores. Es necesario ver cosas más pequeñas y a concentraciones más bajas, y una de esas cosas es el grado de acidez o pH intracelular.Cualquier organismo trabaja a niveles de pH cercanos al del agua corriente, pero existen procesos biológicos que están asociados a la presencia de zonas anormalmente ácidas. Hasta ahora esos procesos no se habían podido estudiar plenamente por la falta de instrumentos óptimos para medir la acidez, algo que comienza a cambiar. Investigadores de la Universitat Jaume I de Castellón (UJI) han diseñado, junto con científicos de la Universidad East Anglia (Reino Unido), una molécula fluorescente que mide el pH intracelular.

La molécula funciona como un termómetro luminoso en el que se encienden o se apagan tantas bombillas como grados de temperatura suban o bajen. En este caso, la molécula emite luz fluorescente de mayor o menor intensidad según el grado de acidez de la muestra. A menos acidez, menos luz y viceversa. El rango de sensibilidad del sensor diseñado por los científicos del Departamento de Química Inorgánica y Orgánica de la UJI abarca desde el grado 6 de pH hasta el 4, lo que supone medio punto más de acidez de lo que eran capaces de medir los sensores anteriores.

Una de las ventajas de la molécula es que, al tratarse de una pseudoproteína, es compatible con los organismos vivos. Para los investigadores, la molécula fluorescente es una herramienta fundamental para el estudio de determinados procesos biológicos asociados a niveles elevados de acidez. Es el caso de los procesos celulares en los que interviene el óxido nítrico, un compuesto vinculado a multitud de procesos fisiológicos como el control de la presión sanguínea y la contracción del músculo cardíaco.

Además, los investigadores creen que en un futuro el sensor de acidez podría llegar a utilizarse como una herramienta para el diagnóstico de cáncer, ya que se ha observado que las células tumorales presentan una mayor acidez que las normales, “de modo que podría caracterizarse un tejido canceroso como un tejido donde hay una variación del pH”, explica Santiago Luis. Los investigadores señalan, sin embargo, que la utilización del sensor de acidez para la detección precoz de células cancerosas es, hoy por hoy, una posibilidad y no una realidad.

Se descubre un nuevo gen que codifica la formación de un ARN

Investigadores del Massachusetts General Hospital y Harvard Medical School han descubierto un pequeño gen que codifica para la formación de un ARN, el cual puede controlar la sincronización y regulación del tiempo en el desarrollo en animales tan dispares como los seres humanos, peces, erizos de mar, moluscos, gusanos marinos, o nemátodos. El estudio apareció en el número del 2 de noviembre de la revista Nature.El equipo dirigido por Gary Ruvkun, del Departamento de Biología Molecular del Massachusetts General Hospital y profesor de Genética en la Harvard Medical School, al que pertenecen los becarios postdoctorales Amy Pasquinelli, Brenda Reinhart, y un grupo internacional de expertos en biología de moluscos marinos, medusas, coral, esponjas, gusanos, moscas, ratones, peces, etc, mostró que un pequeño ARN que actúa como regulador temporal en el desarrollo del nemátodo Caenorhabditis elegans está presente en los genomas de una amplia variedad de animales, y es así mismo regulado de forma similar en todos ellos.El descubrimiento de un gen conservado de forma universal que puede controlar la sincronización temporal del desarrollo podría ser un descubrimiento fundamental en el estudio de cómo son capaces de regular los animales multicelulares (metazoa) los complejos procesos de división en las células que se producen cuando crecen a partir de un huevo fertilizado hasta convertirse en un organismo adulto. Mediante el análisis de los genes de estos grupos, el equipo encontró que este gen ARN es universal para los animales con simetría bilateral (aquellos en los que existen sólo dos lados iguales, derecho e izquierdo, respecto a un eje longitudinal de su cuerpo), pero no está en animales más primitivos, tales como las esponjas (con simetría radial o sin ella) o celentereos (de simetría radial), ni en plantas o especies microbianas.El equipo cree por ello que el gen se desarrolló después de la divergencia entre animales diblásticos (animales con dos capas embrionarias) y triblásticos (con tres capas) y dentro de estos después de la separación del grupo con simetría radial (celentereos y ctenóforos) y bilateral (el resto), hace casi mil millones de años. Su función sería regular la transición de los primeros estados larvarios a las fases reproductivas posteriores. Debido a que el gen ha sido conservado durante todos estos años, es probable que regule características del desarrollo que son comunes en todos los animales.

ADN extendido

Científicos rusos han conseguido colocar de forma muy precisa hebras de ADN sobre un chip de silicio, extendiéndolas después de manera que sea más sencillo leer su información codificada. Estos dos pasos serán cruciales para la futura inclusión de ADN biológico en dispositivos electrónicos y ordenadores.
Por el momento, el objetivo fundamental es facilitar la tarea de los actuales estudios genéticos. Crearon plantillas que contenían líneas de un polímero disponible comercialmente. El polímero, cargado positivamente, tiene una carga opuesta a la del ADN, de manera que cuando el material genético fue soltado sobre el chip, fue atraído hacia las líneas automáticamente.
A continuación, los investigadores emplearon una jeringuilla especial para arrastrar el ADN, desenredando las hebras a lo largo de la superficie de la plantilla (es la primera vez que se demuestra cómo extender las hebras de ADN en puntos específicos de tales plantillas, cuyas particularidades son tan pequeñas que deben ser medidas en nanómetros). Este paso podría llevarnos a la posibilidad de extender moléculas de ADN en lugares concretos de chips electrónicos, un procedimiento crítico para poder aprovechar la capacidad de almacenamiento del ADN en futuros ordenadores.

Científicos españoles abren una vía para el desarrollo de nuevos fármacos que impidan la división de las células tumorales

La estructura de uno de los reguladores más importantes del proceso de división celular, la enzima Plk-1, así como las bases moleculares de su localización durante la división celular, han dejado de ser una incógnita gracias a las investigaciones realizadas por el Grupo de Cristalografía de Macromoléculas del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO).
Además de incrementar nuestro conocimiento sobre el funcionamiento de esta proteína reguladora de mitosis, puede reorientar una prometedora vía que permitirá diseñar fármacos que actúen directamente sobre el proceso de mitosis, impidiendo la división de las células tumorales y, como consecuencia, el crecimiento un tumor. De este modo, esas células acabarán envejeciendo y muriendo, sin tener la posibilidad de reproducirse a sí mismas.
Además de comprender cuál es el papel que desempeña la Plk-1, tanto en células sanas como tumorales, durante la división celular es esencial conocer la relación estructura-función de esta enzima a la hora no sólo de plantear su posible candidatura como diana terapéutica, sino también para la búsqueda de fármacos que actúen sobre ella para frenar los procesos de división celular. El trabajo desarrollado en el CNIO ha permitido obtener un modelo preciso del dominio Polo del enzima Plk 1 que abre la puerta a futuras investigaciones que permitan actuar sobre el proceso biológico de división celular, esencial para el desarrollo de cualquier tumor.

¿Qué la relación existe entre la autofagia y el cáncer?

La autofagia o autofagocitosis es un proceso que tiene lugar en el interior de las células de manera normal. Consiste en la digestión y degradación de aquellas partes de la célula que ya están envejecidas, y que han de ser sustituidas por otras nuevas.
Algunos científicos sostienen que, mediante la autofagia, las células cancerosas se desembarazan de proteínas y restos celulares que pudieran resultarles letales y, de este modo, consiguen sobrevivie por el contrario, otras investigaciones parecen apuntar a que sólo desactivando el mecanismo de la autofagia es capaz la célula cancerosa eludir su muerte y seguir multiplicándose. Relacionamos este artículo (sacado de http://www.elmundo.es/elmundosalud/) con el tema 9, "els lisosomes i la seua funció". La función de estos orgánulos es la digestión intracelular, y la procedencia del material empleado puede provenir tanto de fuera de la celula como de dentro, si proviene de el segundo, se llama autofagia.

Descubierta la huella bioenergética del cáncer

Un grupo de científicos españoles acaba de definir por primera vez la existencia de un denominador común al cáncer: todos los tipos de tumores provocan una alteración de la actividad de la mitocondrias, las centrales energéticas de la célula, la actividad de estas está afectada en los pacientes que tienen tumores de hígado, riñón y colon, aunque los mecanismos que intervienen en la formación del tumor son diferentes en estos lugares, en todos ellos se produce una depresión de los niveles de proteína ATP, una de las proteínas que produce la mitocondria, que son la parte de las células encargada del suministro de energía.
Relacionamos este escrito con, los mitocondrios (tema10) y sus funciones, como la de la respiración cel.lular, donde se oxidan moléculas orgánicas para obtener energía n forma de ATP, que es fundamental para llebar a cabo todas las actividades del organímo, si hay un descenso de esta proteína es porque las mitocondrias no funcionan bien y por tanto, no se pueden realizar los siguientes procesos correctamente. En mi opinión, este descubrimiento resulta beneficioso ya que en el texto pone que con un sencillo análisis se pueden detectar aquellos casos en los que la expresión de esa proteína está más baja con respecto a otras proteínas mitocondriales asi que esto puede tener importantes repercusiones en el diagnóstico y pronóstico de la progresión tumoral.Información en:http://www.elmundo.es/elmundosalud/2002/12/03/cancer/1038944114.html