Esta mañana me puse a ver la revista Quo y mirad lo que encuentro. ¿Pañales que detectan infecciones de orina en los bebes? ¿O sea la cistitis? ¿Y que puedas escanear el código QR y ver los resultados en tu aplicación móvil?

 

Yo quiero esto pero para mí, y no en forma de pañal sino que sea como el test de embarazo, y además que dicho test se pueda llevar  a la farmacia donde comprar directamente el antibiótico para no tener que ir al médico. Otro posible avance: un kit de escupitajo para detectar si tu resfriado es bacteriano o vírico, y en el caso que sea bacteriano llevarlo a la farmacia y que te den el maldito antibiótico.Y como último ya podríamos tener un Smart Water, que detecte las infecciones de orina, el  nivel de hidratación, embarazo, niveles de glucosa, y si le escupes, los resfriados (aportación mía). Y a lo mejor el SW podría decirte si debes tomar más fibra.

Ahora en serio. ¿Qué tecnología utiliza el pañal para hacer mediciones bio-químicas? Intente buscarlo en la página promocional del pañal  y lo único que pude inferir es que dichos pañales contienen reactivos capaces de interactuar con los leucocitos y con nitritos, formando compuestos de color. Obviamente la cantidad de un determinado color será proporcional a la cantidad de leucocitos o nitritos (de ahí averiguamos la severidad de la infección). Según pixiescientific los colorantes no son tóxicos para la piel y se localizan en la parte delantera del pañal, sobre el núcleo absorbente y la capa interna del pañal, que no permite que líquido regrese dentro. Cuando leí que las mediciones se hacían a través de los colorantes me acorde de esto.

 

Se trata de un test muy típico de los hospitales que consiste en una tira de papel absorbente especial que contiene campos con diferentes reactivos que al entrar en contacto con la orina cambian de color.

medical_polymer_materials_urine_testing_strips_for_testing_glucose_protein_nitrite

 

Entre los diferentes campos de la tira podemos encontrar el correspondiente a los nitritos, que se forman a partir de los nitratos, añadidos a la orina por el personal médico, con la ayuda de la enzima nitrato reductasa secretada por las bacterias infecciosas de tracto urinario coma la E.coli.  Si la reacción nitratos à nitritos ocurre en el medio ácido (se añade el ácido sulfanílico) y en presencia de  alfa-naftilamina, se produce un compuesto de color rojo (aril-hidracina) que nos informa de la presencia de nitritos y por lo tanto de las bacterias que los producen. En cuanto a los leucocitos, son las células blancas defensivas cuyo número aumenta cuando se produce una infección, este aumento se detecta en el campo impregnado con un éster del ácido indoxil carboxílico y sal de diazonio, que al entrar en contacto con la esterasa leucocitaria (una enzima liberada por los leucocitos) producen un compuesto de color azul o más bien morado. Se trata pues de un test rápido (en comparación con los cultivos bacterianos en orina), sencillo (en comparación con el conteo de células con el microscopio) y barato. Cada uno de los test por separado informa de la infección, pero ambos están sujetos a dar resultado falsos a veces, con lo cual es mejor combinar estos test para que la información sea más fiable. Los falsos positivos del test de los leucocitos pueden aparecer si la orina está contaminada con las secreciones vaginales (el origen de la infección es la vagina no el tracto urinario en tal caso). A su vez los falsos negativos del test de nitritos pueden darse cuando el tiempo transcurrido tras la aplicación de orina en la tira es demasiado corto, o si las bacterias infecciosas no producen nitrato reductasa  (por ejemplo, algunas micobacterias) pH es inferior a 6,0, y en la presencia de urobilinógeno  urinario (ocurre en los enfermos hepáticos) y vitamina C.  (Información del sitio web inglés).

Por supuesto que la tira hace más mediciones, como los niveles de azúcar o pH, aquí podeis leer lo todo en más profundidad.

Como veis la innovación del pañal consiste en  leer la información de colores y codificarla de tal forma que puede ser transmitida a una aplicación móvil. La mejora hace incrementar el precio del pañal a 90$ mensuales. ¿Merece la pena? Yo personalmente creo que sí, cuando pienso en el llanto del niño a quien le duele la pichita o la conchita (perdonad mi frances”) y los padres sin saber de qué se trata.  Claro que la aplicación por ahora no te libra de la visita al médico quien tiene que prescribir te el medicamento, pero ¿Os imagináis una consulta on-line? ¿Y el precio? ¿Una producción industrial y abaratamiento de las tecnologías, podrían rebajar el precio para hacer este producto más accesible?

Respecto a las tecnologías: un laboratorio de análisis biomédico en un chip  (lab on a chip), que en un futuro podría ser empleado para el diagnóstico de VIH.

Glass-microreactor-chip-micronit

Y para terminar cómo funciona el test de embarazo (animaciones en inglés):

Imagen 7

 

El mosaicismo genético. Este término, lo escuché por primera vez en las clases de asignatura “Fundamentos de Genética”. Lo cierto es que estas clases me dormía, desvergonzadamente, y en la primera fila. Y no porque no me pareciesen interesantes, más bien porque a las 4:30 de la tarde en Sevilla, después de haber comido malamente un bocata, o algo de calentar en microondas, o del menú estudiantil, mi cuerpo no sabía hacer otra cosa. ¿La primera fila? Soy extranjera e intento colocarme en un sitio donde pueda escuchar bien. ¿Pero de que me servía? Y ahora, aparece este artículo divulgativo de Science “Mosaicismo genómico – un humano múltiples genomas” (Genome Mosaicism – One Human, Multiple Genomes).

¿De qué va esto? ¿De los mosaicos romanos? No, aquí hablamos de los individuos que son mosaicos genómicos, es decir, su organismo está compuesto por grupos de células con distintos genomas. Para no liarnos – el genoma es la totalidad de la información genética de un organismo, en el caso de un ser humano estándar, se trata de sus 46 cromosomas. Ahora bien, existen genomas humanos algo distintos, como el genoma de una persona con síndrome de Down, que posee 47 cromosomas (tres cromosomas en vez de dos en el par 21, lo que llamamos trisomía). Otro ejemplo es  el síndrome de Turner, que se caracteriza por la ausencia de uno de los dos cromosomas sexuales. Pero un individuo puede llegar presentar una parte de células de su cuerpo con la trisomía del par 21, mientras otra parte de sus células posean el clásico genoma de 46 cromosomas. Por lo tanto, podemos tener un individuo portador de la trisomía 21, que sin embargo no está afectado por el síndrome de Down. Para entenderlo bien, os pongo el dibujo del artículo.

Imagen 1

En principio vemos un individuo de una sola célula con el genoma azul. Cuando el individuo llega a estado de 4 células, ya posee 3 genomas diferentes, 2 de ellas, el rojo y el azul, que pueden ser resultado de una incorrecta división, quedándose una de las células con un cromosoma de menos, y otra con un cromosoma de más, pero es solo un ejemplo. Además, en cierto estado de desarrollo, aparece otro genoma, por ejemplo con duplicación de algún gen. Mientras los genomas azul, verde y morado, dan lugar a células más o menos viables, que acaban proliferando, el genoma rojo es muy desfavorable y ocasiona grandes problemas a las células que los portan, pero sin embargo, algunas de ellas logran proliferar en el ovario, y darán lugar a las células reproductivas de la mujer – sus óvulos. Es muy posible que la fertilización de los óvulos rojos de lugar a abortos. En este ejemplo tenemos como resultado un individuo con cuatro genomas.

Como hemos visto, las posibles causas del mosaicsmo son fallos en las divisiones celulares, cuando los cromosomas de la célula madre no se reparten equitativamente entre  las células hijas, pero también mutaciones como las duplicaciones o dilecciones de los genes u otros elementos del genoma (existen importantes porciones de genoma que no son genes, sino sus reguladores). Por otra parte, las variantes del genoma pueden aparecer en cualquier etapa de la vida de un individuo, pero lógicamente, las variaciones en el número de cromosomas empiezan a cobrar importancia para las células que siguen siendo capaces de dividirse, porque no se producen de otro modo. La división celular es necesaria para extender la variación a un tejido u órgano.

El mosaicismo puede ser importante en el grado de severidad de una enfermedad, como ocurre en el síndrome de Proteus, que se caracteriza con los crecimientos anormales de la piel y los huesos y numerosos canceres. El síndrome es causado por la mutación en el gen AKT quinasa, que es un tipo de factor de crecimiento – responsable de proliferación celular. Los individuos pueden estar afectados por la enfermedad en distinto grado y en diferentes partes del cuerpo, lo que tiene que ver con el mosaicismo. Cuanto antes en el desarrollo aparezca la primera célula portadora de la mutación más células se verán afectadas en el futuro, ya que cada célula anormal, produce dos células anormales, y estas dos cuatro y así sucesivamente. Probablemente los individuos afectados en las etapas de desarrollo muy tempranos resulten abortados por presentar demasiados problemas. Por otra parte si aparece una célula con mutación en una etapa de desarrollo no muy temprana, probablemente tendrá lugar un individuo parcialmente afectado, como  se ve muy bien en el dibujo:

 Imagen 3

 

¿El mosaicismo siempre se relaciona con enfermedades? No. De hecho el mosaicismo forma parte del éxito de los animales en el planeta, ya que proporciona la variedad a nuestras células de defensa, los linfocitos, creando un ejército de profesionales contra distintas enfermedades. Cuando el cuerpo produce las células defensoras, los linfocitos, éstos sufren numerosas mutaciones, de forma que en principio tenemos un sinfín de linfocitos distintos. Todas estas mutaciones no se piensan para enfermedades concretas sino que se producen al azar. Pero cuando experimentamos por primera vez el contacto con una enfermedad nueva solo unos pocos linfocitos, portadores de mutaciones específicas, son capaces de reaccionar. Estos linfocitos reactivos,  son los que van a proliferar más que ninguno, para combatir la enfermedad.

¿Se puede detectar el mosaicismo? Hoy día se consigue comparar  el genoma entero de una célula con el genoma de referencia, o el genoma clásico de 46 cromosomas, lo que puede informar sobre el número de cromosomas totales (CGH en metafase, fish). También se pueden detectar el número de copias de un gen (CGH en array), a través de un número de sondas fluorescentes específicas de un gen. Hasta se pueden detectar las pequeñas mutaciones  con una técnica llamada array o chip de SNP. En la reproducción asistida un procedimiento ya bastante corriente es extraer un par de células de un individuo en un estado de desarrollo muy temprano y analizarlas para el número de cromosomas (clínicas de reproducción como IVI ofrecen este servicio bajo el nombre de DGP o Diagnóstico Genético Preimplantacional). 

 

Uff, veo que el tema de las patatas fritas San Nicasio es algo doloroso para mucha gente (solo hay que ver los comentarios de mi entrada anterior.

Por supuesto el comentario que más me inquietó (como se diría en el programa de Iker Jiménez) era el primero, este:

Post

Bueno, yo le prometí a Fran investigar en el asunto, y lo hice. Ha sido una tarea compleja, ya que son muchos puntos a analizar, así que vamos uno por uno.

1. Las grasas trans.

Los ácidos grasos trans son  formas alternativas (isómeros) de los ácidos grasos que se encuentran en aceite de oliva, girasol e.t.c., (ácidos grasos insaturados), y se forman necesariamente como un producto secundario en el proceso de hidrogenación. Dicho proceso consiste en añadir en hidrógeno a un aceite vegetal (ácidos grasos insaturados), con lo cual  este se vuelve sólido a temperatura ambiente, como la margarina. El hecho de que un aceite que sea  líquido, reside en que los aceites están formados por los ácidos grasos que  contiene dobles enlaces lo que le proporciona una estructura en forma de boomerang, entonces cuando hay muchos ácidos grasos insaturados juntos, éstos no se pegan, se mantienen separaditos, con lo cual tenemos un fluido, el aceite, mientras los ácidos grasos saturados no tienen estos dobles enlaces, y pueden estar más pegaditos, lo que da una estructura sólida. Si añadimos mucho hidrógeno a un ácido graso insaturado, éste pierde sus dobles enlaces, convirtiendose en uno saturado. Ahora bien, los ácidos grasos trans siguen teniendo dobles enlaces, pero éstos están orientados de tal forma que su molécula es lineal.

 

Ácido graso insaturado a la izquiera, trans en el medio y saturado a la derecha.

Ácido graso insaturado a la izquiera, trans en el medio y saturado a la derecha.

 

En otras palabras: “Margarina no mola”. No mola porque aunque tenga aceites de origen vegetales, o son saturados, o son trans. Mucho se habló ya de la relación entre las grasas sólidas y el colesterol, los ácidos grasos trans de las margarinas son aún peores, ya que parecen aumentar el nivel de colesterol malo (LDL) mucho más que la grasa de mantequilla de toda la vida. Las grasas trans son muy usados en la industria de la bollería, ya que se enrancian mucho más tarde que los aceites y son mucho más manejables y baratas que las mantequillas. Toda la información anterior procede de la wikipedía (versión en inglés)

Pero, las grasas trans en las frituras no aparecen en el proceso de freír, sino que se tienen que utilizar los ácidos grasos trans desde el principio. Si usas el aceite vegetal como el de girasol o de oliva, no habrá problema.

2. Aceites y temperaturas para freír.

¿Quién ha dicho que los aceites de semillas necesitan calentarse más para freír? Creo que es la información mal interpretada de este sitio o alguna página similar. Lo que afirma Fran sobre las temperaturas para freír  está doblemente mal, porque según la página, los aceites de semillas no se pueden usar a altas temperaturas.  La misma página está falta de información diciendo que el aceite de oliva virgen extra es el más estable para freír.

La estabilidad de un aceite está relacionada con su punto de humo.Todos los aceites refinados tienen un punto de humo alto. Puede verse una tabla de puntos de humo en la Wikipedia. Pero repito, que no encuentro en ningún sitio que diga que no se puede freír con aceites de semillas a bajas temperaturas.

3. Las acrilamidas.

Entramos con las acrilamidas. Existe una revisión bastante completa del año 2012 en la revista Food Chemestry sobre estos compuestos. Ahí se puede leer que las acrilamidas son compuestos cancerígenos en ratones y que cada vez hay más estudios que las relacionan positívamente con los cánceres humanos, de ahí la necesidad de controlar su ingesta.

Las acrilamidas aparecen en los alimentos ricos en hidratos de carbono (como patatas), cuando ocurre la llamada reacción de Maillard, que involucra los azucares reductores (como la glucosa) de la papa y el aminoácido Asparagina, y que ocurre a temperaturas superiores a 120 ºC, o sea freir a 140º no te salva de acrilamidas. Además un buena cantidad de acrilamidas viene con el consumo de café y tabaco (la información obtenida de la Wikipedia versión en inglés).

El artículo de Food Chemestry nombra diferentes estrategias para  conseguir papas fritas con menos acrilamidas, y son las siguientes:

  • Existe relación positiva entre el contenido en azucares de las patatas y las acrilamidas, aunque con una correlación de 0.82, que podría ser mejor para sacar conclusiones. No existe una relación clara entre acrilamidas y el contenido en Asparagina. Conclusión: cultivas papas de variedades pobres en azucares reducidos.
  • Fertilizantes también influyen en la formación de acrilamida, ya que pueden hacer que haya más o menos niveles de azucares reducidos. Niveles moderados de nitrógeno y buena provisión de potasio resultan en pocos azucares reducidos, mientras alto contenido de fosforo y bajo potasio en el suelo dan el efecto contrario.
  • El clima también influye, de modo que en los veranos especialmente cálidos se observan menos azucares reducidos en los tubérculos.
  • Una bajada de los niveles de azucares reducidos se observa durante la senescencia de la planta, que es cuando se tienen que recoger los tubérculos, recogerlos cuando estén inmaduros o pequeños resulta en mayores concentraciones de acrilamidas en la fritura.
  • Almacenar patatas a temperaturas excesivamente frías <8ºC provoca que el tubérculo intenta protegerse de la congelación convirtiendo sus reservas de almidón en azucares.
  • Finalmente la fritura. Y es que el color y el crujiente de las frituras están en estrecha relación con la reacción de Maillard. Freír a menos de 170ºC no es freír es cocer en aceite. Además la generación de acrilamidas está relacionada tanto con la temperatura, como con el tiempo, de modo que operando a menos de 140ºC, se necesita más tiempo con lo cual se producen más acrilamidas. Y otra cuestión es que bajas temperaturas y tiempo de fritura elevado resultan en mayor absorción de grasas. De forma que se recomienda seguir siguiente estrategia: que las temperaturas no excedan 175ºC al final del proceso. Mientras el tipo de aceite de fritura parece no tener mucha importancia.
  • Hay otras técnicas de reducir acrilamidas en las frituras: blanqueamiento, aditivos especiales, corte, control de calidad e.t.c.

Por ahí en el tema de fritura las patatas San Nicasio diríamos que tienen un punto positivo (dicen que operan a 140ºC justo el límite bajo de lo que se considera freír y por debajo de 175ºC), porque otras marcas como Lays, con el fin de reducir contenido de grasa en las patatas, llegan a operar a 204ºC (400ºF), aunque hay que decir que el proceso entero de elaboración de estas patatas es complejo, oscilando las temperaturas entre 104ºC (220ºF) y 204ºC (400ºF). Pero ni las papas San Nicasio se salvan porque su temperatura de fritura excede los 120ºC, la temperatura a la cual se forman acrilamidas, y el largo tiempo de preparación de las papas aumenta el riesgo. Desde mi punto de vista, si realmente existe la preocupación de la salud de consumidor, los fabricantes deberían analizar sus productos para el contenido en acrilamida, y tomar medidas y precauciones necesarias, además de investigar en el tema, todo ello además de asegurar nuestra salud proporciona más puestos de trabajo, algo muy importante hoy día.

P.S. No puedo adjuntar el PDF del artículo, ya que es de pago, pero si os pongo el enlace, que contiene el resumen, y quien pueda acceder que lo haga.

 

Esta entrada ha surgido como respuesta a esta otra del blog “Los productos naturales vaya timo”, y con ella quizás comience una nueva categoría, que por ahora no sé como llamar, pero algo relacionado con la salud y los alimentos.

Algunos, cuando van a comprar al súper, y deciden comprar comida basura, deciden hacerlo “con cabeza”, y esto les lleva a aplicar en la práctica las lecciones del internet. Bueno, algunos habrán entrado en el blog del Viajero (EL PAÍS), donde vieron la siguiente publicación: Las mejores patatas fritas de bolsa. Patatas, aceite y sal bastan para elaborar uno de los aperitivos más tentadores. Pues en el tope del ranking aparecen las patatas San Nicasio.

Los puntos principales de la publicidad de estas patatas son:

  1. El envase – como salidas de una tienda artesana del siglo XIX (un atractivo fatal para las chicas)
  2. La patata no transgénica
  3. El aceite de oliva – omega 3, 6 bla bla ba
  4. Y sal rosa de Himalaya (esto también nos vuelve locas a las tías)

Y lo mejor es el precio: 2.95.

La síntesis de estas bondades de las papas cordobesas en su página web:

La página web de la marca San Nicasio.

La página web de la marca San Nicasio.

Apreciad el diseño de la página ( de repente me imagino a un gentleman cogiendo esas papas con una especie de tenedor especial y observándolas a través de las gafas para admirar su belleza antes de meterlas en la boca), sus aplicaciones sociales y, upps, el logo de la Junta de Andalucía (es un producto subvencionado por el estado).

Y ahora voy a discutir estos puntos.

  • El envase – me vale cualquiera decente
  • La patata- no importa si estás a favor o en contra de los transgénicos, en España están prohibidas para la alimentación, o sea con este punto no ganas nada.
  • El aceite de oliva, pues vale, le damos un punto positivo.
  • La sal rosa: de 95 a 98 % es el cloruro sódico, o sea sal normal, el color rosa es el óxido de hierro, su interés e la salud son sus trazas de magnesio.  Todo depende, si queréis utilizar las patatas fritas como suplemento alimenticio, aquí va un punto positivo. También puede contener yeso.

Ahora  voy a por las papas más famosas  las Lays, que todos nosotros tenemos por  el máximo exponente de “comida basura”. Veamos su publi de la página web (en inglés): uno realmente se pierde entre las bondades. También habla de tres ingredientes, papa, aceite, sal.

El apartado de la salud de la página web de las patatas Lays.

El apartado de la salud de la página web de las patatas Lays.

  • La papa: la de más alta calidad, directo desde la granja, controles e.t.c., igual que san Nicasio. Para los paranoicos de los transgénicos, aunque sea una marca extranjera, no puede vender las papas trans a España, por décima vez lo digo. Claro que puedes pensar que el gobierno te engaña, que hay una conspiración y que todo es una mentira, lo mismo podemos decir de la marca San Nicasio, tú decides.
  • El aceite: de maíz, de colza y de girasol. Todos estos aceites se consideran saludables, por su alto contenido en los aceites mono, di y poliinsaturados (especialmente el aceite de maíz). El fabricante de las papas opina que estos aceites son igual de guays para la salud que el de oliva.
  • Respecto a la sal los fabricantes de las Lays  juran por su madre, que añaden lo menos que puedes, como 1/12 de la cucharadita de té por el paquete pequeño de patatas. Vamos, que cuidan nuestra tensión arterial.
  • No tienen conservantes, al igual que las San Nicasio.
  • Tienen también vitaminas, magnesio y otros micronutrientes.
  • OK, además podemos descubrir que las papas Lays  cuidan del medio ambiente, minimizando la emisión de residuos, ahorrando el agua, replantando árboles, usando la energía solar e.t.c

Bueno, el asunto que me importa ahora mismo es si las San Nicasio son más saludables que las Lays, y para esto están los valores nutricionales. Deciros, que no tuve huevos para encontrar los valores nutricionales completos de las San Nicasio, solo una fichita pequeña de su PDF de propaganda, que en comparación con la tabla proporcionada por la página española (menos informativa que su versión en inglés)  de Lays (y muchos entusiastas de internet) queda ridícula. Pero allá vamos:

Sin nombre

Fichas nutricionales de las patatas fritas Lays (izquierda) y San Nicasio (derecha).

Aquí solo es posible comparar las calorías y las grasas para poder decidir cuál es más “basura”. Veamos 100g de lays tienen 539 Kcal frente a 584 de las “sanas” , y de grasa  35.g frente a las 40 de San Nicasio, además Lays afirman no tener grasas trans, de San Nicasio no sabemos nada.

Ahora bien. ¿Comer o no comer las papas san Nicasio? Por mí, si te gusta el envase, el sabor, la textura, o quieres ayudar a los productores españoles, o simplemente quieres y puedes, por supuesto que sí, pero no porque pienses que estás patatas son más sanas.

P.S. Tengo unas ganas de encontrar las patatas San Nicasio en el Club Gourmet de El Corte Inglés donde las venden, para por lo menos poder ver el cuadro de la información nutricional.

 

Hola. En mi entrada anterior yo os expliqué como se formaban los gametos (óvulos y espermatozoides ) de una forma general a través de un proceso llamado “meiosis”. También mencione que las células de un organismo suelen multiplicarse a través de un proceso más simple llamado “mitosis”. Si alguien no se quedó satisfecho con mis explicaciones (yo soy este alguien XD), aquí pongo un vídeo, que creo es muy fácil y representativo. Lo único que el vídeo está en inglés, pero viene con subtítulos,  además el tío habla muy bien.

 

 

Muchos organismos de  la tierra se reproducen sexualmente, lo que sencillamente significa que dos progenitores combinan su información genética (los cromosomas) en sus descendientes, consiguiente una mayor variabilidad de la descendencia. Como en el ser humano, un niño recibe la mitad de los cromosomas de papa y otra mitad de mama. Para transmitir nuestra información a los descendentes  necesitamos de células especializadas, llamadas “gametos”, que en los animales se denominan óvulos (gametos femeninos) y espermatozoides (gametos masculinos). La conjugación de dos gametos diferentes (masculino y femenino) da lugar a un nuevo ser, diferente de cada progenitor ya que lleva solo la mitad de información de éste. La combinación aleatoria de cromosomas en este nuevo ser, quizá le proporcione alguna ventaja en el mundo cambiante.

La reproducción sexual necesita de dos progenitores.

La reproducción sexual necesita de dos progenitores.

Los gametos son células muy especiales, ya que además de fabricarse en los órganos especializados en la reproducción (ovarios, testículos), tienen características que las hacen únicas, siendo el óvulo la célula más grande del organismo, y el espermatozoide una célula que posee un “motor” que le permite moverse. Pero la característica más importante de estas células es que son haploides, es decer tienen solo la mitad de los cromosomas que una célula normal de un organismo dado. Que un gameto tenga solo la mitad de los cromosomas es muy importante, ya que si las tuviera todos, al fusionarse los gametos, el ser resultante tendría el doble de los cromosomas, y esto en el mundo animal no resulta viable (en las planta sí).

Los huevos son los óvulos de las aves.

Los huevos son los óvulos de las aves.

Los gametos se originan en los órganos reproductivos a partir de las células “madre” de los gametos, cuya dotación  de cromosomas es la misma que de las demás células del organismo. Para reducir a la mitad el número de cromosomas para formar un gameto, hace falta un proceso llamado meiosis, se trata de una división celular un poco especial. En una división normal, la que todas las células hacen, una célula duplica su material genético y lo reparte entre dos células hijas, pero en la meiosis hay dos divisiones consecutivas: la primera es totalmente normal, con la duplicación de los cromosomas, pero después viene una segunda división sin duplicar el material genético. Para ver este proceso con más claridad, fabrique unas ilustraciones del proceso. Veamos el dibujo introductorio:

 

organismo imaginario

Tenemos un organismo imaginario con dos cromosomas homologos. Cada cromosoma está duplicado, y por tanto se forma de dos cromátidas hermanas. El organismo posee dos genes “A” y “B”. El gen “A” tiene una variante “a”.

Para aclarar un poco los dibujos:

  • Tenemos un organismo imaginario con dos cromosomas y dos genes “A” y “B”.
  • Los cromosamas en forma de X, que tanto estamos acostumbrados ver, son así porque llevan el material genético duplicado (recuerda que las células para dividirse tienen que duplicar su material genético), se trata pues de un cromosoma doble. En realidad la parte izquierda de la X es un cromosoma, y la derecha es otro exactamente igual. Entonces cada cromosoma gemelo se denomina la cromátida hermana. Las cromátidas hermanas solo están presentes cuando la célula va a dividirse..
  • También se puede ver que tenemos una pareja de cromosomas parecidas, esto es porque represente un organismo que como humanos tiene dos juegos de cromosomas llamados “homologos” (contienen genes similares por ejemplo genes de color de pelo ), que a diferencia de las cromátidas hermanas siempre están en una célula, no solo en los momentos de la división y no tienen porque ser exactamente iguales, sino que pueden tener ligeras modificaciones en los genes que se denominan alelos.
  • Representé  también dos genes imaginarios  ”A” y “B” y  supuse la existencia de una variación para el gen “A” que llamé “a”. De esta forma nuestro organismo tiene un gen para el color “A” que es verde y una variante de este gen “a” que es blanco, y también está el gen “B” `para la forma que será redonda y no tiene variaciónes. Nuestro organismo de todas formas sera redondo y verde, porque el alelo “A” domina sobre “a”, sin nuestro organismo fuera “aa” sería blanco.

Entonces nuestro organismo ya está preparado para dividirse:

Primera división meiótica - se separan los cromosomas homologos.

Primera división meiótica – se separan los cromosomas homologos.

 

Y este es el resultado:

Las dos células hijas.

Las dos células hijas.

 

Ahora, sin volver a duplicar su material genético , las células hijas se dividen:

La segunda división meiótica: separación de las cromátidas hermanas

La segunda división meiótica: separación de las cromátidas hermanas.

 

Y ya tenemos cuatro gametos:

Los cuatro gametos

Los cuatro gametos.

se puede ver que se han formado gametos de diferente contenido: dos que portan las características verde y redondo y dos blanco y redondo. Si combinamos estos gametos con gametos iguales del otro progenitor ¿Cuantas combinaciones habrá?

 

 

 Molecular Biology

La portada del libro Molecular Biology de David P.Clark

 

Esta es la portada de un libro de texto de biología molecular que debería convertirse en la Biblia de un estudiante de ciencias naturales. Y lo que transmite la portada es que al nivel genético estamos en el mismo escalón con el ratón, es decir, por lo que se sabe hoy día tanto el ser humano como el ratón tenemos 25000 genes. Y otra cosa, el ser humano tiene mucho menos genes que arroz, que tiene unos 45000. Así que un poco más de humildad.

 

 

 

 

 

 

No es necesario ser un científico para observar que los seres vivos heredan ciertas características, “caracteres de sus progenitores”, como los niños heredan los atributos físicos, el color de los ojos o la textura del pelo de sus padres, o incluso de sus abuelos.

El color de los ojos es un carácter discreto, es decir es azul, o marrón, o ninguno en el caso de los individuos albinos (con lo cual se ven los vasos sanguíneos de sus ojos que les dan el color rojo). Existen también caracteres continuos, como la estatura, de modo que un individuo ya no es solo alto o bajo, sino que puede ser más alto o más bajo. El monje agustino, Gregor Mendel, aunque estaba muy interesado en la herencia de los distintos caracteres, decidió dejar de lado los caracteres continuos, ya que el estudio de éstos entorpecía sus progresos (hoy día sabeos que la herencia de los caracteres continuos se debe a una compleja interacción de varios genes). Mendel se centra en el estudio profundo de los caracteres discretos del guisante, en concreto en unos siete atributos básicos:

  • Forma de la semilla: lisas/rugosas
  • Color de las semillas: amarillas/verdes
  • Color de la flor: roja/blanca
  • Color de la vaina: verde/amarillo
  • Posición de las flores terminal/axial
  • Y uppps la estatura de las plantas. Aquí podéis decir “Y que hay de eso sobre no estudiar los caracteres continuos”, bien la decisión del monje fue tomar las alturas extremas alta/enana como un característica discreta.

El compendio de estos siete atributos hoy día se conoce como “Los caracteres mendelianos”. Aquí podemos ver un dibujito – resumen:

Los caracteres Mendelianos

Los caracteres Mendelianos

Mendel hizo un trabajo sobre todo estadístico para poder descubrir las leyes de la herencia, pero no conocía los mecanismos que actúan detrás de estas leyes. Hoy día se sabe que este tipo de caracteres, los caracteres sí/no,  son el reflejo de la información contenida en un único gen, y que esta información es la que se necesita para dar instrucciones sobre una propiedad dada de un organismo en cuestión. Sabemos también que los genes están contenidos en unas estructuras llamadas cromosomas, que son las cadenas de ácidos nucleicos superenrolladas, y que nuestros óvulos, o espermatozoides reciben al azar la mitad de los cromosomas de cada  progenitor (en realidad el azar actúa sobre las parejas de cromosomas homologas que son contenedores de genes homólogos, es decir de misma función, pero ligeramente diferentes en su estructura, llamados alelos). Mendel sin saber nada de esto propuso sus leyes que siguen rigiendo la genética hoy día. Y si sustituimos la palabra alelo, o variante del gen por una letra, “A”  y “a” para el otro, y tenemos en cuenta los siguientes puntos:

  •  un óvulo o espermatozoide  puede portar un alelo “A” o “a”
  • los dos alelos se juntan en un individuo durante la fecundación, dando individuos con diferentes combinaciones AA, Aa, aA, aa
  • uno de los alelos puede dominar sobre otro (si un individuo resulta ser “Aa”, siendo “A” color rojo y “a” blanco, el individuo será rojo, y solo hay una forma que el individuo resulte blanco, que sea “aa” )

tenemos una perfecta relación entre las leyes de herencia de Mendel y la genética moderna-

Primera ley de Mendel: Ley de la uniformidad

Si se cruzan dos líneas puras que difieren en un carácter,  es decir que son AA o aa (cuando un individuo porta los dos alelos iguales se denomina homozigótico), la primera generación filial (los descendientes directos) es uniforme (todos los descendientes son iguales entre si)  y está formada por individuos idénticos  que presentan solo uno de los caracteres alternativos paternos (son todos Aa).
Mendel estudió el color de los guisantes y determinó que el color amarillo era dominante sobre el verde; por lo tanto el alelo A que da el color amarillo domina sobre el alelo a que da el color verde (A>a). Mendel cruzó individuos  AA con aa del fenotipo (aspecto físico) amarillo y verde respectivamente y eso era lo que salió( P-progenitores, F1-generación fillial 1, es decir los descendientes directos):
Imagen 3

Segunda Ley de Mendel: Ley de la segregación independiente de los caracteres

Los factores que se transmiten de generación en generación se separan (segregan) en los parentales y se unen al azar en los descendientes para definir las características de los nuevos individuos. La segregación independiente se refiere a que nuestros gametos (ovulos y espermatozoides) reciben los alelos de un gen al azar.
Mendel autofecundó (paso el polen entre las flores de una misma planta)  individuos que le habían aparecido en la F1 (generación filial 1) del cruce anterior con un genotipo Aa y un fenotipo Amarillo.

Imagen 4

 

Aquí los individuos ya son todos diferentes, pero al nivel genotípico, es decir de contenido,  con 1/4 de probabilidad (estadística je je) de aparecer en la descendencia cada clase de individuo ya sea AA, Aa, aA o aa. En cuanto al nivel fenotípico, o de forma,  hay 3 amarillos por cada verde.

Tercera Ley de Mendel: Ley de la distribución independiente o de la libre combinación de los caracteres hereditarios.

Si se consideran dos caracteres simultáneamente (A y B, dos genes diferentes), las segregaciones de los factores genéticos no interfieren entre sí; es decir, los factores que determinan un carácter se heredan independientemente de los que determinan el otro. Esto es bastante complicado de entender y mejor explicarlo con un ejemplo.
Mendel estudió el color (A) y la forma (L)  de los guisantes para llegar a sus conclusiones. Al igual que con el color, observó que la forma lisa era dominante sobre la rugosa, determinando que el alelo L (liso) domina sobre el (rugoso) (L>l). Cruzó individuos homozigóticos para dos caracteres dominantes (genotipo AALL y fenotipo Amarillo Liso) con individuos homozigóticos para dos caracteres recesivos (genotipo aall y fenotipo verde rugoso). Se puede ver que la herencia de la forma no afecta  a la herencia de textura, es decir un guisante amarillo no tiene porque ser liso.

 

Aquí otra vez tenemos probabilidades, que subrayan la importancia del azar en el aparente orden. Pero ojo, pues estos resultados no se cumplen siempre, sino solamente en el caso de que los dos caracteres a estudiar estén regulados por genes que se encuentran en distintos cromosomas, pero si es al contrario siempre se heredarán juntas, y los gatos de rayas siempre tendrán el pelo corto. Decir que con este experimento Mendel tuvo mucha suerte en cuanto a la elección de los caracteres.

Ahora hablemos de como funciona esto de los alelos o variantes de un gen. Imaginaos un gen que da el color rojo a una flor, este gen es una enzima, una proteína capaz de transformar una sustancia precursor blanco en un pigmento rojo. Si esta enzima no fuera funcional la flor sería blanca. Ahora bien, una mutación en la secuencia del gen de la enzima podría dar una enzima defectuosa, y un individuo portador de esta mutación, una variante o un alelo de este gen, tendría flores blancas. Aquí tenéis mis esquemitas explicativos:

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Y este es el caso más fácil. Sin tener en cuenta el concepto un gen – una enzima, Mendel llegó a formolar sus tres leyes. ¿Cómo? Pues con paciencia y salivita, plantando las plantitas y volviendo a plantar sus semillitas, teniendo la pausada vida de un monje y un huerto, es decir tranquilidad y medios, no la hipoteca y los recortes del estado español.

 

 

ADN

Comprender que es el ADN es comprender la vida, las ciencias naturales y la tecnología de hoy día. Y es que para la mayor parte de la investigación biológica, o sea del estudio de la vida, es imprescindible trabajar con el ADN. En esta entrada no quiero entrar mucho en el descubrimiento de la estructura de ADN ya que hay bastante escrito sobre el tema, quiero más bien que comprendáis como funciona.

Todos hemos escuchado que ADN contiene información. ¿Quién sabe que eso viene a significar? Si has estudiado algo relacionado con las ciencias de la vida probablemente si´y para los que no…

Vamos a ver, todos los seres vivos de la tierra contamos con el ADN. Es una molécula más bien larga, en cuanto al mundo microscópico se refiera, y tiene forma de la doble hélice. Pero lo que hace esta molécula tan especial es que en realidad se trata de un código, un código compuesto por cuatro caracteres. Estas caracteres son ACTG, y se denominan ” bases” . estas base son en realidad 4 moléculas muy sencillas. Veamos entonces la estructura del ADN:

Estructura del ADN

Estructura del ADN: nota como la A encaja con la T, y la G encaja con la C.

 

Lo importante es que la combinación de tres caracteres – bases dados, se traduce en un aminoácido, molécula que forma parte de las proteínas. Cuando la célula necesita una proteína nueva, y las necesita siempre, hace un “pedido” al ADN. Este manda una copia de una de sus dos cadenas, o sea una molécula de ARN ( es lo mismo que el ADN pero solo de una cadena y en vez de T lleva U, una base distinta a las 4 citadas), a una máquina de hacer proteínas. La máquina llamada ribosoma lee cada tres bases del ARN y pone un aminoácido correspondiente, lee otras tres y une otro aminoácido, y así sucesivamente.

Aquí hay dos puntos que aclarar. el primer punto, es que toda esa maquinaría de síntesis de proteínas funciona porqué se da el fenómeno de la “complimentaridad” de bases, o sea A tiene una apetencia natural por U, y C por G. Cuando el ribosoma tiene “lee” tres bases de ARN, por ejemplo CUU, un transportador de aminoácidos se acerca, este transportador es un tipo de ARN especial, el ARN transferente, y en uno de sus extremos lleva unido un aminoácido, mientras que en el otro posee tres bases complementarias GAA:

ARN transferente

La estructura de ARN transferente: las tres bases del bucle azul son complimentarias a algún triplete de bases de ARN. El extremo llamado 3′ lleva unido un aminoácido. Nota además como complimentan las bases dentro de la estructura de este ARN especial: A con U y G con C ( rayas dobles)

Otro punto interesante es que a cada combinación de bases corresponde un aminoácido dado, ya que los aminoácidos distintos van unidos a distintos ARN transferentes, de ahí la existencia del código genético:

Código genético

Código genético: nota que el aminoácido Leucina , por ejemplo, puede ser formado tanto por triplete UUA como UUG, pero ningún otro aminoácido además de la leucina puede ser formado por ninguno de estos dos tripletes.

 

 

Para terminar un video:

Y decir, que las proteínas son moléculas imprescindibles para la vida, podeís decir que el agua es imprescindible  es cierto, pero si no existriesen en nuestro cuerpo diversas proteínas capaces aprovechar el agua para diferentes procesos fisiológicos, no serviría de nada beber. Las proteínas son máquinas que hacen todo el trabajo de una célula, también forman parte de la piel y el pelo, controlan la cantidad de pigmentos en los mismos e.t.c Las proteínas, como hemos visto, son codificados por una secuencia de bases, a lo largo de una molécula de ADN. Si existe una alteración en la secuencia de ADN (mutaciones) puede ocurrir que una proteína no se produzca o no sea funcional, como en el coso de albinismo, donde el pigmento melanina no puede sintetizarse debido a la poca o nula actividad de la eproteína tirosinasa que lo produce.

 

 

 

 

 

Para hacer que las microalgas produzcan el biodesel de una forma “brutal” los ingenieros genéticos han probado varias estrategias. La primera y más obvia es que la alga produzca una gran cantidad de enzima del paso clave de síntesis – la transformación de acetil CoA en malonil CoA, el primer intermediario de la ruta. Veamos la figura:

Metabolismo de ácidos grasos. Se muestra el paso clave de la ruta en el círculo rojo - la conversión de acetil CoA en el malonil CoA

Metabolismo de ácidos grasos. Se muestra el paso clave de la ruta en el círculo rojo – la conversión de acetil CoA en el malonil CoA

En el metabolismo de cualquier célula la molécula de acetil CoA tiene numerosas funciones, las cuales se resumen basicamente en unirse u una molécula dada y “activarla”, o lo que es lo mismo, hacer que un enzima puede trabajar sobre ella. En el metabolismo de ácidos grasos la función de acetil CoA es fundamental, sobre ella se monta el esqueleto carbonatado de las moléculas de ácidos grasos. Por lo tanto el paso clave de esta ruta es el reclutamiento de acetl CoA y su conversión en la primera molécula de la ruta – el malonil CoA, con la ayuda de la enzima llamada ACC. Si a través de las técnicas de la ingeniería genética conseguimos aumentar la cantidad de la enzima ACC, ésta compitira con otras enzimas de la célula, robando el acetil CoA disponible a ellas, con lo cual al final tendríamos más ácidos grasos.  Esta modificación la podríamos realizar a través de agrobacterium, por ejemplo, uno de los vectores más usados para modificar plantas, y cada vez más usado para las microalgas. El vector llevaría el gen de ACC, que produciría la enzima extra, además la podría producir de una forma más eficiente si el vector lleva un “controlador de gen” un “promotor” adecuado. Pero no nos compliquemos.

El caso es que eso tan lógico y bonito como lo explicado arriba no funciona. ¿Por qué? Pues no se sabe bien. Puede que, el paso que se creía que era un paso clave en la síntesis, en realidad no lo es.

Otra estrategia estudiada, es disminuir el catabolismo, o sea la destrucción de los lípidos por parte de la célula. A pesar de su aparente sencillez, desactivación de ciertos genes, esta estrategia presenta sus inconvenientes. Recordemos que la síntesis de moléculas energéticas se da durante el día en presencia de luz solar y en condiciones de privación de nutrientes, y luego por la noche este almacén energético se emplea para funciones celulares de crecimiento y división. Entonces ocurre lo siguiente: al apagar las rutas catabólicasla célula dejaría de crecer, lo que influye negativamente en la producción total de los ácidos grasos, o sea células más pequeñas – menos ácidos grasos. En A.thaliana (modelo de estudio de los vegetales) la inactivación de las enzimas de acil-CoA sintasa peroxisomal (converte ácidos grasos en acil CoA) conlleva al aumento del contenido graso de la semilla, pero llegado un momento reprime el desarrollo del embrión. 

¿ Cuál sería el camino? Una estrategia que si parece funcionar es aumentar la eficiencia de fotosíntesis. Aumentar la fotosíntesis, aumenta a su vez el metabolismo total de la célula, ya que la célula dispone de más energía para producir moléculas. Además, cuando se trata de un cultivo industrial de células vegetales, contamos con el problema de que no podemos tener alta densidad de células, ya que las unas células roban luz a otras. Si se intenta solucionar este problema con altas intensidades de luz, surge otro problema – las maquinas fotosintéticas de las células se dañan. En cualquier caso, el rendimiento del cultivo se aleja del máximo.

Se puede aumentar el rendimiento de la fotosíntesis del cultivo entero con una estrategia un poco rara. Se trata de reducir el tamaño del complejo antena (complejo especializado en la recolección de la luz). Parece paradójico, pero la disminución del tamaño de complejos recolectores de luz funciona, y tiene su lógica: las células de la capa  superior dejan de sufrir la foto inhibición, y las de la capa más profunda al final reciben más luz. Los  resultados prácticos de estas suposiciones llegaron a partir de trabajos con el alga modelo de agua dulce  C. reinhardtii, incrementando en un 50% la eficiencia total de la fotosíntesis.

Existen más estrategias de ingeniería genética que permiten mejorar la producción de biodiesel en microalgas, yo solo representé algunas para dar una idea. Como veis todo es posible con el ingenio humano y comprensión de como funciona la naturaleza.