artículos, escritos y demás piezas perfectamente obviables perpetradas por Javier Armentia (@javierarmentia por algunas redes)
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2005-12-02
El Ritmo De La Evolución
Publicado en EL CORREO
Territorios, Ciencia-Futuro
Miércoles 30 de noviembre de 2005
Posiblemente una de las herramientas del conocimiento que más está transformando el mundo es la ciencia biológica. Vivimos en una época paradójica en la que continuamente leemos noticias sobre hallazgos genéticos y en biología molecular en general, pero en la que vuelve a ponerse de moda atacar a la evolución desde algunas creencias religiosas, sin duda porque las conclusiones científicas son incómodas para quienes mantienen la creencia en un diseñador universal. Pero la investigación científica no supone más que la constatación de que los mecanismos de adaptación de los seres vivos han venido funcionando desde hace miles de millones de años en nuestro planeta.
Estamos aún lejos de comprender cómo funcionan en detalle estos mecanismos, pero el estudio de los genomas de diferentes especies proporciona un material con el que comparar y, sobre todo, poner en cuestión, cada una de las teorías que se puede establecer. Ello permite disponer actualmente de una síntesis que proporciona un marco estándar sobre el que seguir avanzando. No sin sorpresas, ni sin tener que reconocer vías muertas, o debiendo reconsiderar numerosos aspectos. Pongampos por ejemplo, la cuestión fundamental de la biología molecular: ese ADN, una molécula que expresa la información de cada uno de los seres vivos de nuestro planeta.
Sabemos que el ADN contiene secciones, a las que denominamos “genes”, secuencias de bases de esa enorme molécula que contienen la receta de proteínas, sustancias que realizarán las diferentes tareas necesarias para mantener la vida: controlar la alimentación y la interacción con el entorno, facilitar la reproducción... Richard Roberts y Phillip Sharp descubrieron en 1973 que un gen podía aparecer de forma discontínua en la cadena de ADN, con secciones que no servían para codificar las proteínas. Se denominaron intrones y Roberts y Sharp recibieron el Premio Nobel en 1993 por su descubrimiento. Las secciones que sí codifican una proteína se llaman exones. Los intrones llegan, en el genoma humano, a ocupar un 30% de las bases de los genes. Podemos entenderlos como código que se introduce en la cadena que expresa el gen, pero que no sirve para construir la proteína. En los últimos años, se ha comprobado que no se trata simplemente de basura sin utilidad, sino que en muchos casos las secciones del intrón facilitan una geometría determinada para que la proteína que produce el gen se construya adecuadamente. Igualmente, la investigación está proporcionando mucha información sobre esta aparente basura, que era lo que se creía al principio que era, creada mediante mutaciones que han ido ocurriendo a lo largo de la historia evolutiva de las especies.
El hecho es que se había observado que los genes de las especies más evolucionadas (las células con núcleo de los eucariotas, frente a las células sin núcleo de los procariotas) contienen más intrones. Igualmente, en el genoma humano hay más intrones que en el de una mosca con genoma bien conocido como la famosa Drosophila melanogaster, base de numerosos modelos genéticos animales. Parecía así que los intrones se han ido acoplando en la estructura de los genes con el tiempo, existiendo al principio genes más sencillos, que han ido adquiriendo complejidad. Y, con ella, secciones que no funcionan en el mecanismo inicial, más sencillo, de construcción de una proteína.
Esta idea parte de algo que nos puede parecer evidente: los organismos procariotas (como las bacterias) son más “sencillos” que los eucariotas (como un ser humano). Pero en la escala de la biología molecular, no siempre lo evidente es lo correcto. En el Laboratorio Europeo de Biología Molecular, un equipo de investigadores dirigido por Detlev Arendt, acaba de confirmar que en esto de los intrones podemos encontrar otro buen ejemplo (publicado en el número del 24 de noviembre de la revista Science).
El problema para conocer la historia evolutiva de los genes es que el análisis de los genomas lo hacemos con especies actuales. Algunas de ellas han evolucionado a través de numerosos saltos, otras de menos saltos. Un modelo que puede ser útil es estudiar cómo son los genes de especies que podemos analizar ahora pero que sabemos, mediante los registros fósiles, que son muy parecidas a sus predecesoras. Estos fósiles vivientes existen. Uno de ellos, objeto de estudio del equipo de Arendt es un gusano marino denominado Platynereis durmerilii. Se han encontrado fósiles de especies morfológicamente similares que datan del Cámbrico, hace 600 millones de años. La secuenciación de su genoma es un proyecto internacional en marcha, pero los resultados de que se dispone ya muestran que en los genes de este gusano hay una gran cantidad de intrones.
Esto parece favorecer una teoría alternativa sobre la presencia de intrones, denominada del intrón temprano, también discutida en los últimos años y que se enfrenta a la del intrón tardío. Según ella, los intrones son muy antiguos, y en algunas especies se han conservado intactos. Por ejemplo, en algunos genes que compartimos humanos y Platynereis aparecen las mismas secuencias intrónicas. Este tipo de análisis de la presencia de estas secuencias dentro de los genes parece estar más relacionado, según los expertos, con la velocidad a que evolucionaron las diferentes especies.
En especies que evolucionan rápidamente los intrones se van perdiendo, como sucede con los procariotas, o con las moscas. Parece que ese ritmo más acelerado de evolución proporciona la transmisión de genes más sencillos estructuralmente, aunque este aspecto es motivo de discusión. Por su parte, las especies cuya línea evolutiva ha sido menos activa han podido conservar una mayor proporción de intrones. De esta forma, los intrones marcarían el ritmo de la evolución, más que la llegada de la complejidad al mundo de los seres vivos. En cuanto a ritmo, nos parecemos más a un gusano marino que a una mosca del vinagre.
Investigación Europea
El Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) nació oficialmente en 1974, a partir de las ideas de Leo Szilard, James Watson, Victor Wiesskopf y John Kendrew expresadas en una reunión en 1962, sobre la conveniencia de crear un laboratorio internacional que trabajara en ese campo que había nacido hacía poco, convirtiéndose en un centro de carácter europeo de investigación básica, de desarrollo tecnológico y de formación de expertos. En la actualidad diecisiete países apoyan el EMBL (España se incorporó en 1986 y cubre actualmente algo más del 6% de su presupuesto), con sede central en Heildelberg (Alemania) y centros en Grenoble (Francia), Hamburgo (Alemania), Hixton (Reino Unido) y Monterotondo (Italia).
Su actividad de promoción de la biología molecular intenta mantener el enorme tirón estadounidense en las investigaciones bioquímicas, proporcionando un espacio de investigación no limitado al éxito comercial de las empresas del sector, aunque generando una alta transferencia tecnológica a nuevas empresas europeas. Sus bases de datos sobre genómica son la principal apuesta por una ciencia de carácter público en un ámbito dominado por las patentes (recientemente Science estimaba que un 20% del genoma humano está ya patentado, principalmente por empresas estadounidenses).
2005-12-02
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El Ritmo De La Evolución
2005-12-02
Publicado en EL CORREOTerritorios, Ciencia-Futuro
Miércoles 30 de noviembre de 2005
Posiblemente una de las herramientas del conocimiento que más está transformando el mundo es la ciencia biológica. Vivimos en una época paradójica en la que continuamente leemos noticias sobre hallazgos genéticos y en biología molecular en general, pero en la que vuelve a ponerse de moda atacar a la evolución desde algunas creencias religiosas, sin duda porque las conclusiones científicas son incómodas para quienes mantienen la creencia en un diseñador universal. Pero la investigación científica no supone más que la constatación de que los mecanismos de adaptación de los seres vivos han venido funcionando desde hace miles de millones de años en nuestro planeta.
Estamos aún lejos de comprender cómo funcionan en detalle estos mecanismos, pero el estudio de los genomas de diferentes especies proporciona un material con el que comparar y, sobre todo, poner en cuestión, cada una de las teorías que se puede establecer. Ello permite disponer actualmente de una síntesis que proporciona un marco estándar sobre el que seguir avanzando. No sin sorpresas, ni sin tener que reconocer vías muertas, o debiendo reconsiderar numerosos aspectos. Pongampos por ejemplo, la cuestión fundamental de la biología molecular: ese ADN, una molécula que expresa la información de cada uno de los seres vivos de nuestro planeta.
Sabemos que el ADN contiene secciones, a las que denominamos “genes”, secuencias de bases de esa enorme molécula que contienen la receta de proteínas, sustancias que realizarán las diferentes tareas necesarias para mantener la vida: controlar la alimentación y la interacción con el entorno, facilitar la reproducción... Richard Roberts y Phillip Sharp descubrieron en 1973 que un gen podía aparecer de forma discontínua en la cadena de ADN, con secciones que no servían para codificar las proteínas. Se denominaron intrones y Roberts y Sharp recibieron el Premio Nobel en 1993 por su descubrimiento. Las secciones que sí codifican una proteína se llaman exones. Los intrones llegan, en el genoma humano, a ocupar un 30% de las bases de los genes. Podemos entenderlos como código que se introduce en la cadena que expresa el gen, pero que no sirve para construir la proteína. En los últimos años, se ha comprobado que no se trata simplemente de basura sin utilidad, sino que en muchos casos las secciones del intrón facilitan una geometría determinada para que la proteína que produce el gen se construya adecuadamente. Igualmente, la investigación está proporcionando mucha información sobre esta aparente basura, que era lo que se creía al principio que era, creada mediante mutaciones que han ido ocurriendo a lo largo de la historia evolutiva de las especies.
El hecho es que se había observado que los genes de las especies más evolucionadas (las células con núcleo de los eucariotas, frente a las células sin núcleo de los procariotas) contienen más intrones. Igualmente, en el genoma humano hay más intrones que en el de una mosca con genoma bien conocido como la famosa Drosophila melanogaster, base de numerosos modelos genéticos animales. Parecía así que los intrones se han ido acoplando en la estructura de los genes con el tiempo, existiendo al principio genes más sencillos, que han ido adquiriendo complejidad. Y, con ella, secciones que no funcionan en el mecanismo inicial, más sencillo, de construcción de una proteína.
Esta idea parte de algo que nos puede parecer evidente: los organismos procariotas (como las bacterias) son más “sencillos” que los eucariotas (como un ser humano). Pero en la escala de la biología molecular, no siempre lo evidente es lo correcto. En el Laboratorio Europeo de Biología Molecular, un equipo de investigadores dirigido por Detlev Arendt, acaba de confirmar que en esto de los intrones podemos encontrar otro buen ejemplo (publicado en el número del 24 de noviembre de la revista Science).
El problema para conocer la historia evolutiva de los genes es que el análisis de los genomas lo hacemos con especies actuales. Algunas de ellas han evolucionado a través de numerosos saltos, otras de menos saltos. Un modelo que puede ser útil es estudiar cómo son los genes de especies que podemos analizar ahora pero que sabemos, mediante los registros fósiles, que son muy parecidas a sus predecesoras. Estos fósiles vivientes existen. Uno de ellos, objeto de estudio del equipo de Arendt es un gusano marino denominado Platynereis durmerilii. Se han encontrado fósiles de especies morfológicamente similares que datan del Cámbrico, hace 600 millones de años. La secuenciación de su genoma es un proyecto internacional en marcha, pero los resultados de que se dispone ya muestran que en los genes de este gusano hay una gran cantidad de intrones.
Esto parece favorecer una teoría alternativa sobre la presencia de intrones, denominada del intrón temprano, también discutida en los últimos años y que se enfrenta a la del intrón tardío. Según ella, los intrones son muy antiguos, y en algunas especies se han conservado intactos. Por ejemplo, en algunos genes que compartimos humanos y Platynereis aparecen las mismas secuencias intrónicas. Este tipo de análisis de la presencia de estas secuencias dentro de los genes parece estar más relacionado, según los expertos, con la velocidad a que evolucionaron las diferentes especies.
En especies que evolucionan rápidamente los intrones se van perdiendo, como sucede con los procariotas, o con las moscas. Parece que ese ritmo más acelerado de evolución proporciona la transmisión de genes más sencillos estructuralmente, aunque este aspecto es motivo de discusión. Por su parte, las especies cuya línea evolutiva ha sido menos activa han podido conservar una mayor proporción de intrones. De esta forma, los intrones marcarían el ritmo de la evolución, más que la llegada de la complejidad al mundo de los seres vivos. En cuanto a ritmo, nos parecemos más a un gusano marino que a una mosca del vinagre.
Investigación Europea
El Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) nació oficialmente en 1974, a partir de las ideas de Leo Szilard, James Watson, Victor Wiesskopf y John Kendrew expresadas en una reunión en 1962, sobre la conveniencia de crear un laboratorio internacional que trabajara en ese campo que había nacido hacía poco, convirtiéndose en un centro de carácter europeo de investigación básica, de desarrollo tecnológico y de formación de expertos. En la actualidad diecisiete países apoyan el EMBL (España se incorporó en 1986 y cubre actualmente algo más del 6% de su presupuesto), con sede central en Heildelberg (Alemania) y centros en Grenoble (Francia), Hamburgo (Alemania), Hixton (Reino Unido) y Monterotondo (Italia).
Su actividad de promoción de la biología molecular intenta mantener el enorme tirón estadounidense en las investigaciones bioquímicas, proporcionando un espacio de investigación no limitado al éxito comercial de las empresas del sector, aunque generando una alta transferencia tecnológica a nuevas empresas europeas. Sus bases de datos sobre genómica son la principal apuesta por una ciencia de carácter público en un ámbito dominado por las patentes (recientemente Science estimaba que un 20% del genoma humano está ya patentado, principalmente por empresas estadounidenses).
2005-12-02 00:15 Enlace
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Comentarios
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Buen articulo Pez, te felicito. |
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Sip, buen articulo, para proxima vez, una versión para dummies...XDDD
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Si nos damos una vuelta por la wikipedia (en cualquier buscador encontramos el enlace) encontraremos mas datos sobre muchos de los terminos: intrones, exones, ARN, eucariotas, procariotas, etc. Información mas completa en la versión inglesa |
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