Premio Nobel de Quimica

Lamento no haber actualizado el blog desde hace muchisimo tiempo, pero es por problemas del mismo sujeto, el tiempo :).

Nos encontramos en la epoca de los premios Nobel, y les traigo una noticia que vi sobre el galardón de Quimica, que para mi seria mas biología, pero ese galardón no existe como tal.

Bueno, sin más, la noticia, espero que me sigan visitando.

El premio Nobel de Química 2009 ha recaído sobre tres investigadores que han centrado sus esfuerzos en conocer el funcionamiento de los ribosomas, una información de gran ayuda para futuras terapias, como los antibióticos. Se trata de Venkatraman Ramakrishnan, del laboratorio de Biología Molecular de Cambridge (Reino Unido); Thomas A. Steitz, del Instituto Médico Howard Hughes y la Universidad de Yale (ambos en EEUU); y Ada E. Yonath, del Instituto de Ciencia Weizmann (Israel).

Los ribosomas son las unidades de las células que se encargan de fabricar proteínas. Los estudios sobre su estructura han ayudado a conocer las diferencias entre los de las células humanas y los de las bacterias. Gracias a ello, se ha podido diseñar nuevos antibióticos que atacan a los organismos patógenos, no dañan al ser humano y que producen menos resistencias.

"Los ribosomas son cruciales para la vida y, por ello, también son una diana principal para los nuevos antibióticos", ha explicado el Comité de la Fundación Nobel en un comunicado.

Como señala el investigador y colaborador de elmundo.es Salvador Macip, los ribosomas son la maquinaria esencial para que cualquier célula pueda funcionar en un organismo vivo, bien sea un ser humano o una bacteria.

El profesor Steitz (Foto: Univ. Yale)

"Los ribosomas transforman la información genética del ADN en proteínas, esenciales para que la célula funcione", aclara. Si el ADN y su 'mensajero', el ARN, son únicamente información, los ribosomas son los encargados de traducir esa información en algo que la célula pueda utilizar; las proteínas.

No deja de ser un descubrimiento básico en el campo de la biología para entender el funcionamiento de las células. "Es como una bomba atómica: si destruyes los ribosomas te lo cargas todo", dice. Por eso, se ha tratado, por ejemplo, de bloquear los ribosomas de las bacterias, para que sus células no puedan disponer de las proteínas necesarias; o en un futuro se podría tratar de bloquear únicamente el ribosoma de las células tumorales, pero no de las sanas.

De momento, Macip considera que se trata de un premio merecido a un descubrimiento clásico de la estructura de las células, después de que el Nobel ya galardonase en el pasado a los descubridores de la estructura del ADN y del ARN.

Aplicaciones inmediatas

V. Ramakrishnan.

Esta investigación, que ya se publicó hace nueve años, supone un enorme avance, "ya que han conseguido, por primera vez, una estructura a partir de cristales de ribosomas de alta resolución", afirma Juan Pedro García Ballesta, profesor de Investigación del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CSIC y Universidad Autónoma de Madrid).

A nivel básico, explica el profesor, este tipo de estructura va a permitir conocer cuál es el proceso por el que el ribosoma, una de las partículas más complejas de las células, sintetiza proteínas.

Conocer más sobre este proceso es importante porque "el ribosoma es la 'diana' de determinados antibióticos (de infecciones de tipo bacteriano) que, al bloquearlo, bloquean también la síntesis de proteínas y, por lo tanto, paran toda la maquinaria celular. Así es como muerte la bacteria", expone García Ballesta.

Teniendo en cuenta tal implicación, la aplicación más inmediata de este hallazgo, según el investigador del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa, es que, con esta nueva estructura (a partir de cristales de ribosoma), se puede intentar diseñar mejores antibióticos para tratar infecciones de tipo bacteriano.

"De hecho, desde que salió a la luz esta información, muchos laboratorios farmacéuticos trabajan en esta línea. Es más, incluso se ha creado alguna compañía nueva que trabaja exclusivamente en este campo".

Primera mujer desde 1964

En sus primeras declaraciones concedidas nada más conocerse el fallo, Ada E. Yonath ha explicado que sus investigaciones sobre los ribosomas le ayudaron a entender por qué unos antibióticos son más eficaces que otros. Nacida en 1939, esta experta israelí es una de las pioneras de la cristalografía del ribosoma, una técnica que, a partir de rayos X, permite conocer la estructura de estas unidades celulares. La puso en marcha a finales de la década de los 70 y, de forma casi inmediata, comenzó a emplearse de forma global.

Otro de los premiados, el estadounidense Thomas A. Steitz (nacido en 1940), explica en su página web cuál es el objetivo general de sus investigaciones. "Comprender las funciones biológicas de las macromoléculas en función de su detallada estructura molecular. De interés particular son los mecanismos moleculares por los que las proteínas y los ácidos nucleicos implicados en la base central de la biología molecular (replicación del ADN, transcripción, traducción y recombinación genética) logran cumplir su función biológica. Virtualmente, todos los aspectos del mantenimiento, reorganización y expresión de la información almacenada en el genoma involucran interacciones entre las proteínas y los ácidos nucleicos".

En este sentido, los trabajos realizados por Steitz, y su equipo del Instituto Médico Howard Hughes, han aportado claridad sobre la química de la unión de los antibióticos y los ribosomas y las mutaciones que provocan resistencias a estos fármacos.

Venkatraman Ramakrishnan, nacido en 1952 en Tamil Nadu, India, también ha centrado su labor científica en los ribosomas y, fruto de ello, ha publicado diversas investigaciones en prestigiosas revistas, como 'Nature'. Gran parte de ellas se centraron en la relación entre la síntesis de las proteínas, en la que se ven involucrados los ribosomas, y los antibióticos que pueden bloquearla.

Fuente: elmundo.es

La hélice ahorra espacio

¿Se han dado cuenta de que la hélice es una forma muy característica de moléculas que existen en las células, como por ejemplo, el ADN?

Aquí una noticia muy interesante que desvela este misterio, a cargo de un físico.

La cuestión de por qué es la hélice una forma tan popular en la naturaleza podría tener ahora una respuesta clara: son formas idóneas para ahorrar espacio.

La respuesta clásica es que las hélices son helicoidales porque su forma es dictada por los enlaces moleculares. Pero eso sólo contesta cómo se forma una hélice y no por qué es de esa forma, señala Randall Kamien, un profesor en el Departamento de Astronomía y Física de la Universidad de Pensilvania. Su aproximación a la cuestión se basa en tener en cuenta que una hélice, esencialmente, es una forma para agrupar una molécula larguísima, como el ADN, en un lugar atestado, como una célula.

En el ambiente denso de la célula, las cadenas moleculares largas a menudo adoptan formaciones helicoidales ordenadas. Esto no sólo posibilita que la información se agrupe muy estrechamente, a modo de sardinas en lata, como en el caso del ADN, sino que también forma una superficie que permite que moléculas, como las encargadas de la transcripción y reparación del ADN, se liguen a éste a intervalos regulares.

Para imaginar cómo el espacio tiene importancia en la formación de hélices, Kamien y el estudiante graduado Yehuda Snir visualizaron el sistema como un tubo flexible, irrompible, sumergido en una mezcla de esferas duras, similares a una molécula en una célula muy atestada. En este caso, la mejor forma para el tubo ­la configuración que requiere la mínima cantidad de energía y ocupa el mínimo espacio­ es el de una hélice con una geometría cercana a la encontrada en las hélices naturales.

Parece que el éxito de la hélice como una forma popular en las moléculas biológicas se debe a que la naturaleza trabaja de la mejor manera contra las restricciones existentes. La forma espiral del ADN es dictada por el espacio disponible en una célula tal como la forma de una escalera de caracol es dictada por el tamaño de un apartamento.

Cronología estudio de la célula

Hasta hace relativamente poco tiempo (300 años), la ciencia no se basaba en la observación, pero se sabía que el hombre (Aristóteles) estaba formado por partes pequeñas que componían un todo, pero no se conocían debido a la falta de avances técnicos y al marco filosófico.

En el siglo XVII aparece la Citología e Histología como ciencia debido a:

• Aparición de Bacon, Descartes...: lo que era una ciencia especulativa pasó a basarse en la experiencia y la observación.
• Avances tecnológicos: uso de lentes para aumentar el tamaño de las cosas. El primero que utilizó las lentes correctamente fue el holandés ANTON VAN LEEWUENHOEK quien consiguió aumentos de hasta 250x. Esto dio lugar a que fuera el precursor de los conocimientos citológicos. Es el primero que realiza observaciones microscópicas racionales, realizó observaciones de todo tipo y sus descripciones de: glóbulos rojos, espermatozoides,... Pero no sabía cuales eran los componentes básicos de la materia viva, eran simplemente observaciones.
• ROBERT HOOKE fue miembro de la Royal Society (primera asociación científica y muy selecta) y presentó a Leewuenhoek a la Royal Society los cuales lo aceptaron. Hooke mejoró los microscopios y realizó más observaciones, fue el primero que utilizó la palabra célula para describir lo que veía. Eligió este término porque observo la pared de una célula de corcho y al parecerse a las celdillas de un panal le puso ese nombre.

En el siglo XVIII la ciencia no avanza apenas pero será entrando el siglo XIX (1820) cuando la ciencia se expande. El marco filosófico era el adecuado (Conte con el positivismo) y los avances técnicos son muy grandes debido a la revolución industrial que repercutió en la mejora de los microscopios.

Tomando como base a Hooke y a Leewuenhoek dos alemanes -independientemente- MATIAS SCHLEIDEN en los vegetales y THEODOR SCHWANN en los animales se dan cuenta de que hay algo común, independiente e igual que da lugar a las estructuras que observaban (la célula). Es así como surge la TEORÍA CELULAR cuyo postulado es: las células constituyen las unidades estructurales y funcionales básicas que componen los seres vivos. Esto era la unificación de todo lo que se sabía acerca de las células.

Por la misma época, un médico, XAVIER M. BICHAT introduce el concepto de tejido sin utilizar el microscopio. Cogía alguna parte de un ser vivo y lo reducía al mínimo (hirviéndolo...). A ese mínimo lo llamó tejido, y lo definió como parte esencial que constituye el órgano y que posee propiedades homogéneas.

Posteriormente RUDOLPH VIRCHOW tomó el concepto de tejido y lo unió a la teoría celular y debido a la mejora de los microscopios y las técnicas de tinción vio que Bichat estaba equivocado y que los tejidos estaban formados por células. Y, además, sugirió que toda célula proviene de otra célula cuando hasta entonces lo que predominaban eran las ideas preformacionistas.

Asociado con otros estudios, en esta época Gregor Mendel promulga sus leyes de la Genética, se mejoran los microscopios en 1850 y, además, también se desarrollan las técnicas de tinción.

En la actualidad, en pleno siglo XX disfrutamos de grandes avances técnicos. Pero veamos cronológicamente los sucesos. A principios de siglo se tenían microscopios ópticos y técnicas de tinción muy desarrolladas que propiciaron un gran desarrollo de la Citología. Personajes importantes de esta época son Hugo de Vries, Santiago Ramón y Cajal...

Hugo de Vries descubrió cómo las células transmiten sus caracteres a su descendencia, él cree que es el único pero ya Mendel lo había propuesto en el siglo pasado, y entonces se dedica a unificar lo que él había descubierto con las leyes de Mendel dando lugar a la Citogenética.

Así tenemos que la célula es la unidad estructural, funcional y genética, esto es la teoría celular al 95%.

En el caso del cerebro pensaban que no habían células sino una masa protoplásmica continua, debido a que estaba formado como una red, cosa que casaba con la religión que pensaba que el alma se encontraba en el cerebro. Pero con Santiago Ramón y Cajal se vio que el sistema nervioso estaba formado por un tejido de células. La demostración le valió el premio Nobel de Medicina de 1906. Así dijo que no había excepciones a la teoría celular.

La teoría celular puede resumirse en que la célula constituye la unidad estructural y funcional básica que compone los seres vivos, no hay unidad de vida autónoma más pequeña que la célula y una célula proviene de otra.

HARRISON-CARREL probaron a disociar células y vieron si podían crecer cada una por separado. Es la técnica de cultivos celulares que consiste en mantener una célula viva en cámaras especiales. Se inventó en los años 30 el microscopio electrónico por LUSCHKA. Utilizó en lugar de luz natural, electrones. Los electrones proporcionan más definición pues la longitud de onda de la luz natural es de 0,4 micras y por tanto no podemos ver con luz natural, lo que sea menor de 0,4 micras. Con electrones la longitud de onda es de 0,1 nm. Pero dado que las muestras debían prepararse en el vacío, su aplicación se retrasó 20 años.

Después de la segunda guerra mundial se produjo un grandísimo desarrollo en el que por fin se usa el microscopio electrónico. Siendo uno de los grandes avances el descubrimiento a finales de los 50 de la doble hélice del DNA.