La adaptación a la tierra de las primeras plantas que abandonaron el agua.

25 de Octubre de 2010.

La diversidad de la vida que se puede observar en entornos que van desde la selva tropical del Amazonas hasta el florecimiento primaveral en el Desierto de Mojave, es impresionante. Pero esta diversidad no sería posible si los ancestros de las plantas modernas se hubieran quedado en el agua con sus primas las algas verdes. Trasladarse hacia tierra firme requirió de importantes cambios en el modo de vida de esos ancestros. Esos cambios les capacitaron para adaptarse al nuevo entorno "hostil", y a su vez contribuyeron a cambiar el clima global y las condiciones atmosféricas, conformando el mundo en el que surgió el Ser Humano. Al absorber carbono durante la elaboración de nutrientes, y al liberar oxígeno, las primeras plantas moldearon los ecosistemas, produciendo un entorno más hospitalario, y creando las condiciones necesarias para que los animales pudieran también adaptarse a vivir en tierra firme. Una nueva investigación realizada por Linda Graham y sus colaboradores en la Universidad de Wisconsin, en Madison, se centra en esta transición y en los cambios adaptativos en la utilización de compuestos basados en el carbono, como los azúcares. Todas las plantas descendieron de un grupo de algas verdes ancestrales, cuyos representantes modernos proliferan en entornos acuosos. Las plantas terrestres modernas más simples (varios grupos de briófitas) son los parientes vivos más cercanos de las primeras plantas que colonizaron la tierra. Al comparar las algas verdes y las briófitas, Graham y sus colegas obtuvieron datos reveladores sobre las dificultades evolutivas que las plantas tuvieron que afrontar en su transición hacia la vida en la tierra, y cómo el éxito de las primeras plantas influyó en el ciclo del carbono. El equipo de investigación cuantificó y comparó las respuestas de crecimiento ante azúcares suministrados externamente en dos algas verdes, la Cylindrocystis brebissoni y Mougeotia sp., y en una especie de esfagno, la Sphagnum compactum. Los autores del estudio descubrieron que el consumo de azúcar (y por ende de carbono) en el esfagno no estaba restringido a los productos de la fotosíntesis. Por el contrario, la adición de azúcares al medio de crecimiento incrementaba su biomasa en casi 40 veces. Anteriormente, no se creía que esta habilidad para utilizar también los azúcares provenientes del entorno, y no sólo los de la fotosíntesis, desempeñase un papel importante en el crecimiento de los esfagnos. Las dos algas verdes también respondieron ante los azúcares externos, aunque menos que el esfagno. El hallazgo va a cambiar mucho el modo de entender el ciclo global del carbono, debido a que en los trabajos previos en los que se examinó la respuesta de los esfagnos ante la disponibilidad de carbono, se asumió que el dióxido de carbono era la única fuente de carbono disponible para los esfagnos y las plantas ancestrales.

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reciclaje biológico de CO2, para mantenerlo fuera de la atmósfera y darle un nuevo uso.

20 de Octubre de 2010.
Cada año, alrededor de 30.000 millones de toneladas de dióxido de carbono son bombeadas a la atmósfera terrestre desde centrales eléctricas, automóviles y diversas fuentes industriales que dependen de los combustibles fósiles. Los científicos que buscan reducir los efectos del dióxido de carbono en el clima de la Tierra han iniciado experimentos sobre el almacenamiento del gas bajo tierra, un proceso conocido como secuestro de carbono. Sin embargo, todavía hay muchas dudas con respecto a la seguridad y la eficacia de esa estrategia.

La ingeniera Angela Belcher del MIT está ahora trabajando en una nueva estrategia que permitiría no sólo eliminar el dióxido de carbono del medio ambiente, sino también convertirlo en algo útil: carbonatos sólidos que podrían ser usados en construcción de edificios.

Aplicando la ingeniería genética a la levadura común de panadería, Belcher, Roberto Barbero y Elizabeth Wood han creado un proceso que convierte el dióxido de carbono en carbonatos que podrían ser utilizados como materiales de construcción. Su proceso, que ha sido probado en el laboratorio, puede producir cerca de un kilogramo de carbonatos por cada medio kilo de dióxido de carbono capturado.
Los investigadores esperan adaptar próximamente la técnica para su uso práctico a escala industrial, lo que permitiría utilizarla en centrales eléctricas y fábricas.
Para crear el proceso impulsado por la levadura, Belcher se inspiró en animales marinos que construyen sus robustas conchas a partir del dióxido de carbono y los iones de minerales disueltos en el agua de mar. (Su tesis doctoral de 1997 se centró en el abulón, un caracol de mar que produce conchas excepcionalmente fuertes, hechas de carbonato de calcio).

Algunas empresas han comercializado un proceso que captura el dióxido de carbono y lo convierte en un material sólido, pero tal proceso depende de un componente químico para capturar el CO2. El sistema biológico del equipo del MIT es mucho más eficiente y no requiere ninguna sustancia tóxica ni altas o bajas temperaturas.
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CALENTAMIENTO GLOBAL

CARTA ESCRITA EN EL AÑO 2070

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EL ADN DE LAS PLANTAS

Las células de las plantas tienen tres juegos diferentes de ADN:

• por un lado la célula tiene su propio genoma en su núcleo,
• por otro las mitocondrias tienen su propio genoma
• y por otro los cloroplastos tienen su propio genoma.

Las mitocondrias y los cloroplastos se reproducen dentro de la célula, y cuando la célula que los alberga se divide, algunos se van para una de las hijas y otros para la otra, de forma que nunca quede una célula sin mitocondrias ni cloroplastos.

El núcleo de las células de las plantas contiene genoma de tipo eucariota: al igual que en los animales, el ADN está ordenado en cromosomas, cada cromosoma es una sola molécula de ADN lineal, empaquetada. En cambio, las mitocondrias y los cloroplastos tienen genoma de tipo bacteriano: poseen una molécula de ADN circular por plástido, al igual que sus ancestros que eran bacterias. El tamaño del ADN es mucho mayor en el núcleo que en los orgánulos: en el núcleo es tan grande que se mide en "megabases", en las mitocondrias en cambio, es de unas 200 a 2.500 kilobases, en los cloroplastos es de unas 130 a 160 kbases (una kbase es igual a mil bases, o mil "peldaños de la escalera").

La forma de heredar el ADN también difiere en el núcleo y los orgánulos: mientras que el ADN núcleo se hereda de forma biparental (como el ADN del núcleo de los animales), el ADN de las mitocondrias y el de los cloroplastos se hereda por parte de uno solo de los padres, en general por parte de la madre (al igual que las mitocondrias de los animales). Esto es debido a que en general los orgánulos que serán transmitidas a la generación siguiente son las que están albergadas en el óvulo.

http://es.wikipedia.org/wiki/Plantae

Disminución de Tamaño de un Carnívoro Durante un Calentamiento Global

Un nuevo estudio de la Universidad de Florida indica que los mamíferos carnívoros de una especie ya extinta experimentaron una reducción de tamaño durante un calentamiento global que se produjo hace 55 millones de años.
El estudio ha permitido describir de manera detallada una nueva especie que evolucionó hasta alcanzar la mitad del tamaño de sus ancestros durante este período de calentamiento global.

Este animal, Palaeonictis wingi, similar a una hiena, evolucionó desde el tamaño de un oso al de un coyote durante un período de 200.000 años, cuando la temperatura promedio de la Tierra aumentó unos 8 grados centígrados. Después de este aumento de temperatura global, la temperatura descendió y el animal evolucionó hasta un tamaño más grande.

Se sabe que los mamíferos herbívoros perdieron tamaño a principios del Periodo Eoceno, cuando se produjo el antiguo calentamiento global, posiblemente asociado con niveles elevados de dióxido de carbono. Sorprendentemente, este estudio muestra que lo mismo sucedió en algunos carnívoros, lo que sugiere que otros factores pudieron tener un papel fundamental en su evolución.
El equipo de Stephen Chester (Universidad Yale) y Jonathan Bloch (Museo de Historia Natural de Florida) descubrió una mandíbula casi completa del animal en un yacimiento paleontológico de Wyoming, EE.UU., en 2006, durante una expedición de recolección de fósiles.

Lo descubierto en los nuevos análisis podría ayudar a los científicos a conocer mejor qué tipo de consecuencias biológicas puede tener el calentamiento global actual.

Documentar el impacto de un cambio climático global en el pasado es acceder a los resultados de uno de los pocos experimentos en una situación real, no simulada, capaces de aportar datos fiables sobre los efectos del calentamiento global para los mamíferos en un futuro próximo.

Los científicos creen que la Tierra experimentó un mayor nivel de dióxido de carbono y un ambiente más seco durante ese período más cálido, pero no entienden del todo por qué los mamíferos se encogieron. Una teoría es que el aumento de dióxido de carbono redujo los nutrientes de los vegetales, lo que, en consecuencia hizo que los mamíferos herbívoros disminuyeran su tamaño. La especie recién descrita consumía principalmente carne; por tanto, los nutrientes vegetales no fueron la única causa.

El Surgimiento de un Nuevo Aminoácido Tres Mil Millones de Años Atrás

Hace tres mil millones de años, un nuevo aminoácido fue añadido al alfabeto de 20 que normalmente compone las proteínas en los organismos de hoy en día. Ahora, unos investigadores en la Universidad de Yale y en la Universidad de Tokio han averiguado algunas cosas sobre cómo llegó este raro aminoácido (y también otros) a formar parte de la "receta" para la síntesis de proteínas.
El extraño aminoácido que los investigadores han estudiado, la pirrolisina, es un ejemplo extremo de un aminoácido que evolucionó para servir a un propósito muy específico.

El alfabeto de los aminoácidos conforma el lenguaje de las proteínas. Cuando el código genético fue descifrado hace cuatro décadas, los científicos creían que no había más de 20 "letras" de aminoácidos que coincidieran universalmente con las partes de ácido nucleico del código de las proteínas. Pero, como en muchos alfabetos, el lenguaje de las proteínas tiene letras con modificaciones, como las marcas de los acentos, y que modifican su uso.
Cuando las células sintetizan las proteínas, dos moléculas altamente coordinadas se aseguran de que se añada el aminoácido correcto en la creciente cadena de la proteína. Estas dos moléculas son muy específicas para los aminoácidos que "manejan", y son codificadas directamente en el genoma. Los 20 aminoácidos son incorporados en las proteínas de esta manera. Sin embargo, sólo han sido descubiertos dos aminoácidos no comunes, entre ellos la pirrolisina, que sigan este patrón.
En la mayoría de los casos, un aminoácido inusual en las proteínas (como las letras con la marca de acento) es el resultado de la modificación de uno de los 20 aminoácidos estándar, después de que se haya unido a la cadena proteica. Muchas proteínas humanas son modificadas de esta manera, y las deficiencias en estas modificaciones están relacionadas con miríadas de enfermedades humanas, incluyendo al cáncer, la neurodegeneración y los trastornos del metabolismo.

La pirrolisina ha demostrado ser especial porque representa un aminoácido no común que es incorporado durante la síntesis proteica normal. Ésta es la diferencia fundamental que hace tan interesante y valiosa a la pirrolisina para los biólogos moleculares. Abre las puertas para manipular el código genético.

La pirrolisina es tan rara que ha sido hallada tan sólo en siete organismos, específicamente microbios. Cada uno de ellos evolucionó en un entorno inusual.
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Observan Cómo una Enzima Repara los Daños Causados en el ADN Por la Luz Ultravioleta

Se sabe desde hace tiempo que los seres humanos carecemos de una enzima clave, abundante sin embargo en el reino animal y en el vegetal, que revierte muchos de los daños causados por la radiación solar en el ADN. Sin embargo, hasta ahora se desconocía el mecanismo específico de este efecto protector. Recientemente en un estudio pionero, unos investigadores han sido testigos de cómo actúa a escala atómica esta enzima cuando repara los daños en el ADN.
Este descubrimiento probablemente sirva para desarrollar futuros tratamientos para las quemaduras solares y para ayudar a la prevención del cáncer de piel.

Dongping Zhong, físico y químico de la Universidad Estatal de Ohio, y sus colegas, fueron capaces de observar cómo la enzima, llamada fotoliasa, inyecta un electrón y un protón en una hebra de ADN dañada. Las dos partículas subatómicas repararon el desperfecto en unas pocas milmillonésimas de segundo.

Parece simple, pero esas dos partículas atómicas iniciaron una serie muy compleja de reacciones químicas. Además, todo ocurrió muy rápido, por lo que la sincronización tenía que ser extremadamente precisa.

Células Más Grandes, la Clave del Tamaño de una Nueva Variedad de Manzana

Peter Hirst, profesor de horticultura en la Universidad Purdue, ha descubierto que una anomalía en ciertos manzanos provoca que algunas manzanas crezcan hasta alcanzar un tamaño muy superior al del resto, debido a que sus células no se dividen como las de las manzanas normales.
El hallazgo muestra que la nueva variedad es aproximadamente un 38 por ciento más pesada y tiene un diámetro un 15 por ciento más grande que el de las normales.

El fenómeno nunca antes había sido visto en manzanas. Se trata de una rareza para esta fruta.

Dado que las distintas variedades de manzana no siempre tienen los mismos genes controlando las mismas funciones, comparar variedades de manzanas no es una manera fácil de averiguar cuáles son los mecanismos que controlan sus tamaños finales potenciales. Pero la nueva variedad brinda una oportunidad de desentrañar el misterio.

La propia historia del descubrimiento de esta nueva variedad ya de por sí es extraña. No se trata del resultado de un trabajo encaminado a desarrollar nuevas variedades de manzanas, sino de un suceso fortuito: Alguien en un huerto de manzanos de una variedad específica se percató de que una rama de un árbol tenía manzanas de diferente tamaño que las del resto del árbol. Entonces los agricultores a cargo del manzanal usaron esta extraña rama para realizar injertos con los que obtener nuevos árboles con estas extrañas manzanas.
Las manzanas más grandes tienden a tener más células que sus homólogas pequeñas, así que Hirst supuso que había un gen o conjunto de genes que mantenía activada la división celular en la nueva variedad. Pero en vez de eso, encontró que la manzana típica de la nueva variedad tenía aproximadamente el mismo número de células que la manzana típica de la vieja variedad de la cual procedía, y que sus células eran más grandes.

Normalmente, las células realizan una copia de su ADN, crecen y entonces se dividen. Cada una de esas células continúa el mismo proceso. A través de un proceso llamado endorreduplicación, las células de la nueva variedad hacen copias de su ADN, pero no se dividen. En vez de eso, las células crecen, siguen añadiendo nuevas copias de ADN y continúan creciendo.

Las manzanas de esta nueva variedad tienen el mismo tamaño de hueso que las de la vieja variedad de la que provienen, de manera que la ganancia de peso y tamaño se produce tan sólo en la pulpa y la corteza de la fruta, las partes más comestibles. Estas nuevas manzanas, además, son también más crujientes y tienden a tener un mejor sabor.

El estudio de Hirst ha desvelado que uno o varios genes son posiblemente responsables de la endorreduplicación. Por tanto, existe la posibilidad de aislar esos genes y encontrar maneras de aumentar el tamaño de otras variedades de manzanas.

http://www.amazing.com/noticias/ciencia

Estudio demuestra similitud de genes humanos con los de esponjas de mar.

SÍDNEY, AUSTRALIA (06/AGO/2010).- Puede que la humanidad descienda del mono, pero científicos australianos encontraron pruebas de relaciones mucho más estrechas con el suelo submarino, en un estudio que revela que las esponjas de mar comparten casi un 70% de genes con los humanos.

La secuencia genética de las esponjas de mar de la Gran Barrera de Arrecife de Australia mostraron que ese animal acuático invertebrado comparte mucho de sus genes con los humanos, incluido un gran número de genes asociados con enfermedades y cáncer.

El descubrimiento podría echar las bases de descubrimientos en cáncer y en investigación sobre células madres, afirmó el jefe del estudio, Bernard Degnan, de la Universidad de Queensland.

"Las esponjas tienen lo que (se considera) el 'Santo Grial' de las células madres", dijo Degnan.

Explorar las funciones genéticas de las células madres de las esponjas podría revelar "relaciones profundas e importantes" con los genes que influencian la biología de las células madres humanas, agregó.

"Podría incluso modificar la forma en que pensamos nuestras células madres y cómo podríamos usarlas en futuras aplicaciones médicas", dijo.

El estudio, publicado por la revista Nature esta semana, es el resultado de más de cinco años de investigación por un equipo internacional de científicos.

http://www.informador.com.mx/tecnologia/2010/223748/estudio-demuestra-similitud-de-genes-humanos-con-los-de-esponjas-de-mar.htm

Identificando las bases nitrogenadas del ADN.

Estudiantes identificando las bases nitrogenadas y nucleótidos del ADN utilizando una maqueta tridimensional.

Estructura secundaria del ADN.

El ácido desoxirribonucleico, frecuentemente abreviado como ADN (y también DNA, del inglés DeoxyriboNucleic Acid), es un tipo de ácido nucleico, una macromolécula que forma parte de todas las células. Contiene la información genética usada en el desarrollo y el funcionamiento de los organismos vivos conocidos y de algunos virus, siendo el responsable de su transmisión hereditaria.

Desde el punto de vista químico, el ADN es un polímero de nucleótidos, es decir, un polinucleótido. Un polímero es un compuesto formado por muchas unidades simples conectadas entre sí, como si fuera un largo tren formado por vagones. En el ADN, cada vagón es un nucleótido, y cada nucleótido, a su vez, está formado por un azúcar (la desoxirribosa), una base nitrogenada (que puede ser adenina→A, timina→T, citosina→C o guanina→G) y un grupo fosfato que actúa como enganche de cada vagón con el siguiente. Lo que distingue a un vagónvagones a lo largo de todo el tren) es la que codifica la información genética: por ejemplo, una secuencia de ADN puede ser ATGCTAGATCGC... En los organismos vivos, el ADN se presenta como una doble cadena de nucleótidos, en la que las dos hebras están unidas entre sí por unas conexiones denominadas puentes de hidrógeno. (nucleótido) de otro es, entonces, la base nitrogenada, y por ello la secuencia del ADN se especifica nombrando sólo la secuencia de sus bases.

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_desoxirribonucleico

Se cumplen diez años del Genoma Humano.

CIUDAD DE MÉXICO (28/JUN/2010).- Hace 10 años, la presentación del primer borrador del Genoma Humano (GM), ese “libro de la vida” que contiene las claves básicas que nos dan identidad como especie, estremeció a las ciencias biológicas y detonó grandes expectativas por sus potenciales aplicaciones en beneficio de la salud humana. Pero, ¿qué ha sucedido 10 años después? ¿Qué avances ha impulsado y cómo ha beneficiado a la medicina este gran proyecto científico?

Para los expertos la respuesta aún no es clara, pues si bien esa hazaña (completada a la par por la empresa privada Celera Genomics y el consorcio público Human Genome Project) ha impulsado un mayor entendimiento de nuestra maquinaria a nivel genético y molecular, al mismo tiempo ha abierto la puerta a grandes dilemas por sus implicaciones.

Durante el anuncio oficial de la conclusión del primer borrador de ese proyecto, a finales de junio de 2000, los voceros de la Casa Blanca en Estados Unidos aseguraron que con ese paso se abría la puerta a una “nueva era de la medicina” que haría factible prevenir, diagnosticar, tratar o curar enfermedades a partir del conocimiento detallado de los genes involucrados.

Al mismo tiempo, se destacaba la posibilidad de desarrollar tratamientos médicos personalizados, más directos y eficaces: si se conoce la susceptibilidad de un individuo a padecer males hereditarios como diabetes, cáncer o Alzheimer —se decía— entonces podrán “silenciarse” los genes que regulan su aparición o diseñarse fármacos “a la medida”, dirigidos contra esos blancos específicos una vez que ya se expresaron.
Mas no ha sido sencillo completar esos ambiciosos objetivos, pese a que el trabajo original ha dado paso a otros esfuerzos paralelos, entre ellos el Proyecto Internacional Hap Map, centrado ya no en encontrar las similitudes, sino las diferencias de los genomas humanos.

Más que una suma de genes

“La disponibilidad de la secuencia del GH ha abierto una serie de perspectivas inéditas pero, al mismo tiempo, ha venido a confirmar las limitaciones del reduccionismo genético”, advierte el profesor Antonio Lazcano Araujo, biólogo de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional Autónoma de México, UNAM, experto en el estudio de la vida y genomas de microorganismos.

Lazcano comenta que disponer de una serie de marcadores genéticos muy precisos que se asocian con patologías específicas es un paso adelante. Con todo, observa, “existen muchas enfermedades que no se pueden ligar tan sólo a un gen, sino a la interacción de varias secuencias de ellos, lo que puede variar para distintos grupos de población”.

“La gran lección es que el todo es más que la suma de sus partes; es decir, que los humanos somos mucho más que la suma aritmética de los efectos de nuestros genes. Demuestra, también, que somos iguales y que es un absurdo hablar de razas. Podemos hablar de poblaciones y adaptación, pero nada más”.

La genética de África se detecta en Guerrero

La huella genómica de los grupos de población de origen africano y asiático es más profunda en Guerrero. Entre los grupos de habitantes que fueron muestreados para el análisis de la diversidad genómica de los mestizos en México (desarrollada por el Instituto Nacional de Medicina Genómica (Inmegen, tomando como referentes a Guanajuato, Sonora, Veracruz, Yucatán, Zacatecas y Guerrero), fue este último Estado donde se detectó el mayor componente asiático y africano.

Así lo señaló el maestro Víctor Acuña Alonso, profesor e investigador del Laboratorio de Genética Molecular de la Escuela Nacional de Antropología e Historia (ENAH) del Instituto Nacional de Antropología e Historia. Precisó que en ese Estado sureño la estimación de mestizaje es de 66% de componente indígena, 28% europeo, 4% africano y 1% asiático.

Estos resultados han llevado al especialista a considerar que los genomas guerrerenses son sumamente heterogéneos y que reflejan la contribución, a lo largo de la historia del territorio que hoy es México, de múltiples grupos étnicos representativos de las regiones ya mencionadas.

Los datos también confirman la tendencia observada en otros estudios previos centrados en la estructura genética de los habitantes guerrerenses, particularmente en comunidades de Tlapa, donde se encontró, paradójicamente, un nivel muy bajo de mezcla genética con las poblaciones africanas y europeas.
Esto, a decir de Acuña Alonso, indica que en ciertas regiones del Estado todavía será posible rastrear y esclarecer los patrones de migración de los grupos indígenas a partir de las variaciones (mayores o menores) en su información genética (ADN).

Por otra parte, al cotejar estos resultados con investigaciones arqueológicas recientes, el antropólogo físico concluyó que hace aproximadamente nueve ó 10 mil años en la región del Río Balsas se habría iniciado el proceso de domesticación de plantas como el maíz y la calabaza, de donde se expandió a otras partes de América. Esto indica que la ocupación de la zona habría ocurrido mucho antes de lo que se pensaba.

El Código de la Vida

El Genoma Humano (GH) comprende un total de tres mil millones de nucleótidos o pares de bases y aproximadamente 23 mil genes funcionales que codifican para proteínas.

La información genética no sólo se transmite verticalmente (de padres a hijos); también de forma horizontal entre especies sin relación; 30% a 50% de las bacterias han adquirido genes mediante esa transferencia horizontal.

El desciframiento del Genoma Humano reveló nuestra maquinaria genética básica e impulsó la biotecnología, la economía y la medicina.

La secuencia completa del GH fue completada hasta 2003, 50 años después de que James Watson y Francis Crick describieron la estructura fundamental del ADN (Ácido Desoxirribonucleico).