Archivos en la Categoría: Bioquímica

Impossible is nothing: un ejemplo de tesón científico


Hace poco os hablé de las características que creía imprescindibles en un buen investigador. Hoy os traigo la historia de un hombre que supo suplir sus carencias con esfuerzo y enfrentarse a las adversidades con mucho sacrificio.

Nuestro protagonista nació en 1887 en Massachusetts. Durante sus años de colegio pasó con aburrimiento por las clases. Nada despertaba su interés aparte de la química y la física. Como buen americano, le gustaban las armas y la caza. También logró sobresalir en diversos deportes como atletismo, natación, tenis, billar, ski, skate y tiro al plato.

En 1906 entró en Harvard, donde se graduó en química en 1910. Tras un trabajo poco gratificante en una fábrica de algodón, comenzó a dar clases en la universidad. Se ganó un hueco como profesor adjunto de química y empezó a estudiar Bioquímica en la Escuela Médica de Harvard. Aunque su jefe le recomendó que cejara en su empeño de convertirse en investigador y se dedicara a la abogacía, nuestro científico no se amedrentó y terminó por obtener su doctorado en 1914. Finalmente llegó a ser profesor titular de bioquímica.

A pesar de su duro trabajo como investigador, durante mucho tiempo no fue capaz de obtener resultados en sus trabajos con ureasa. Aunque sus colegas dudaban de que se pudiera aislar una enzima en su forma pura, no se rindió. Muchos pensaban que la idea de aislar ureasa era ridícula, pero finalmente en 1926 consiguió aislar ureasa cristalizada. Muchos bioquímicos no le creyeron o directamente le ignoraron, aunque poco a poco le fue llegando el reconocimiento. Finalmente, en 1946 nuestro hombre ganó el premio Nobel de Química por ser el primero en aislar una enzima cristalizada y por demostrar que las enzimas son proteínas. Su nombre era James B. Sumner.

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FAQ sobre la bacteria come-arsénico


¿Qué se ha descubierto exactamente?

Una bacteria que es capaz de reemplazar el Fósforo por Arsénico en sus procesos celulares.

¿Y eso es tan impresionante?

Teniendo en cuenta que el fósforo juega un papel vital en la célula sí. Mantiene la estructura del DNA y el RNA, forma parte de las membranas celulares, se encarga de formar los enlaces ricoenergéticos del ATP (siendo una “moneda de cambio energético” importantísima). Vamos que tiene un papel central en el metabolismo de la célula.

¿Eso quiere decir que esta bacteria tiene Arsénico en lugar de Fósforo en todo eso que has mencionado antes?

Me temo que eso no se sabe con claridad aún, y es lo realmente clave a la hora de valorar si el descubrimiento es impresionante o no. Supongo que tendremos que esperar unos añitos para que se confirme o refute todo ese asunto, de momento solamente se sabe que la bacteria es capaz de crecer en Arsénico.

Vale, veo que afecta que haya Arsénico en vez de Fósforo pero, ¿qué implicaciones tiene todo esto?

Este microrganismo tiene una bioquímica absolutamente particular: es capaz de crecer con algo que resulta tóxico al resto de seres vivos conocidos. Además hasta ahora el Fósforo era uno de los elementos que se estudiaban en el colegio y la universidad como básicos e imprescindibles para la vida… al parecer esto ya no es así.

¿Y qué bicho ha conseguido esta hazaña?

Un miembro de la Familia Halomonadaceae, perteneciente al filo Proteobacteria (filo que comparte con géneros tan conocidos como Escherichia, Salmonella o Vibrio.)

¡Es un milagro! ¿Cómo es esto posible?

Para nada. Mira una tabla periódica: el Arsénico (Ar) está justo debajo del Fósforo (P). De hecho el Arsenato es químicamente muy similar al Fosfato, por lo que puede intervenir en las mismas reacciones. Precisamente por eso es tan tóxico para la mayoría de seres vivos: sustituye al Fósforo como transportador.

Una vez dicho esto, se trata de un caso más de adaptación: en un medio con cada vez menos fosfato y más arsénico, esta bacteria consiguió que este último no resultara tóxico, sino que lo tolerara, una vez conseguida la tolerancia era “fácil” que pudiera sustituir  al fósforo.

De esta forma, la bacteria es capaz de crecer con arsénico en caso de que no haya fosfato de una manera bastante eficaz (aunque no perfecta, a fin de cuentas el fosfato es más valioso energéticamente), concretamente al 60% de su capacidad.

¿Entonces el bicho viene de otro planeta? Como además lo ha anunciado la NASA… y por ahí hablan de extraterrestres…

Nada más lejos. Como ya he dicho se trata de un caso de adaptación de un organismo terrestre. Esto es un ejemplo más de evolución y adaptación (uno precioso por cierto), aunque sin duda veremos mucho el prefijo astro- en los próximos días (por eso de que lo ha anunciado la NASA). Pero no demuestra que exista vida extraterrestre ni mucho menos.

Entonces este descubrimiento tampoco tiene mucho interés en el campo de la astrobiología ¿no?

Hombre tiene implicaciones, aunque así de primeras pueda parecer que es más importante para la terranobiología, también cambia algunas cosas para la astrobiología: ahora la búsqueda de vida extraterrestre se puede hacer de otra forma, al saber que no es imprescindible el fósforo para la vida.

¿Esto lo cambia todo?

Depende de lo que entiendas por “cambiar todo”. Ayer se pensaba que el fósforo era imprescindible para la vida y hoy no. Simplemente es eso, el tiempo dirá el alcance de todo esto, pero ni se han derrumbado los cimientos de la ciencia, ni ha caído un dogma ni nada por el estilo (aunque una vez más será lo que veamos por ahí en los próximos días)

¿Va a misa esta investigación?

Ninguna investigación es Palabra de Dios. Hay indicios para creer que es cierto, pero también puede ser que la semana que viene todo esto sea refutado. Es lo bonito de la ciencia. Además algunas personas son algo conservadoras al respecto, aunque estén abiertas a aceptarlo conforme llegue nueva información.

¿Y cuál es el siguiente paso?

Pues demostrar que efectivamente el Arsénico está en las biomoléculas de la célula, estudiar el rendimiento energético del Arsénico comparado con el de Fósforo, comprobar que la bacteria opte por el Arsénico también en condiciones naturales y no sólo en el laboratorio… incluso estudiar la posibilidad de combatir la contaminación medioambiental por Arsénico con estas bacterias.

Pero ¡esto es impresionante! ¿Por qué no sale como titular principal en todos los telediarios?

Porque el Madrid perdió por 5-0 el otro día y Cristiano Ronaldo está algo tocado para esta jornada. Y encima a España no le han dado el Mundial…

Para saber más:

Artículo en Nature-News (inglés)

¿Por qué el Sol nos da sueño?


hamacaSupongo que habréis experimentado esto en alguna ocasión, estáis tumbados en la playa o sentados en un chiringuito en pleno verano y os empieza a entrar una modorra que no es ni normal. Se podría pensar que de lo a gusto que se está entra sueño, pero lo cierto es que el Sol (o mejor dicho el calor) ejerce influencia neurológica directa.

Ante todo hay que explicar brevemente: ¿cual es la función de dormir? Es una pregunta difícil que no tiene una respuesta clara. Existen muchas hipótesis al respecto. Los más probable es que se deba a varios factores y que tenga más de una función, pero en cualquier caso existe la idea de que el sueño profundo tendría la función homeostática de refrescar el cerebro. Pruebas indirectas son: el alargamiento de la fase de sueño profundo producido por el ejercicio, especialmente en condiciones de calor y humedad. Calentarse la cabeza con un secador tiene el mismo efecto (niños no lo probéis en casa!), y esto explicaría también la tendencia de los enfermos con fiebre a dormir.

Es simplista pero podéis imaginarlo así: el cerebro es como un ordenador, que se calienta al estar encendido todo el día (es decir: las reacciones exotérmicas que tienen lugar constantemente en el cerebro hacen que este se caliente). Por la noche toca apagarlo, aunque sea un rato, para que se enfríe. (Es cierto que el cerebro siempre tiene actividad, incluso durmiendo, pero para el caso que nos ocupa me saltaré esa parte.)

En resumen durante el día, tanto la temperatura cerebral como la corporal suben, pero a pesar de eso el sueño sólo se induce por la noche o al mediodía (la siesta). Esto es debido a que el sueño se produce por la acumulación de prostaglandinas D2 a lo largo del día, cuya producción es producida por …(sorpresa!) el calor!

Una vez dicho todo esto no es difícil deducir por qué si nos tumbamos al Sol en la playa nos entra esa “modorra playera”: nuestro cerebro se recalienta más de lo habitual, y la síntesis de prostaglandinas se induce.

Mapa del Metabolismo


La Bioquímica de 1º de carrera es una asignatura temida y odiada por muchos injustamente. La causa: el dichoso metabolismo y sus cientos de reacciones y nombres implicados.

Cuando terminó la parte de la asignatura dedicada al metabolismo, o mejor dicho, cuando me la aprendí y entendí bien, no pude evitar sentir como si hubiese visto la luz al final del túnel. O lo que debe sentir un matemático cuando encuentra el dato que le falta en la ecuación. O como cuando terminas un puzzle y al poner la última pieza, y sólo la última pieza, entiendes el significado.

Resulta que conforme las aburridas reacciones se iban mezclando en mi cabeza, iba viendo como todo estaba tejido, como si fuese una tela de araña, y fue entonces cuando me fascinó de verdad todo el asunto. Me pareció maravilloso cómo están relacionados todos los procesos que se producen a cada segundo en nuestro cuerpo.

Cuento todo esto porque he encontrado una estupenda imagen que refleja todo el proceso de red, aviso que la imagen puede impresionar a las mentes más sensibles 😉 :

Mapa Metabolismo

No sé si servirá a alguien de ayuda (la verdad es que al estar todo es difícil de asimilar) pero creo que ilustra perfectamente lo impresionante que puede llegar a ser un organismo.

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