VÍDEOS DE 2 DE LES ACTIVITATS DEL CROMOSOMA 1 (MUSEU DE LES CIÈNCIES)

Vam passar un bon matí al museu de les ciències, on vam gaudir d'una exposició molt interessant sobre els cromosomes presents als humans, anomenada: Bosc de cromosomes.

Vaig trobar prou interessant les activitats i la informació sobre el cromosoma 1, el major dels nostres cromosomes i que constitueix un 10% del genoma humà. Conté gens implicats en la síntesi d'enzims salivals, enzims necessaris per la vista o d'altres d'una de les principals proteïnes contràctils, l'actina.

Tot seguit, us mostre el primer vídeo sobre l'activitat "fotogramas", mitjançant la qual es tractava de moure una vara de plàstic sobre la projecció d'una imatge, el moviment de la qual originava durant uns segons la possibilitat de veure la imatge que es projectava. Amb aquesta activitat es pretenia mostrar com la retina sols és capaç d'emmagatzemar imatges en moviment durant poques centèsimes de segon, per exemple, quan vegem una pel·lícula al cinema, la sensació de moviment que obtenim de la projecció de la pel·lícula és la successió de 24 fotogrames cada segon. Per veure el vídeo, premeu el següent enllaç. El vídeo fou realitzat per Helena Calomarde amb la meua càmera.

A continuació, mostre el segon vídeo d'una de les activitats més exitoses de la visita, l'activitat "palancas", en què amb els peus junts i sobre una plataforma metàl·lica es feia un bot per veure la longitud que s'aconseguia botar aturat. Amb aquesta activitat es pretenia mostar com una proteïna amb funció contràctil com l'actina era la principal constituient de la cadena de contracció muscular; el que es tractava de mostrar era com la interacció múscul-os possibilitaba que un insignificant contracció fos un gran moviment, actuant com a palanca. El vídeo fou realitzat pel professor de biologia Antoni Cassany amb la meua càmera. Per veure el vídeo, premeu el següent enllaç.

Si voleu més informació sobre el cromosoma 1, premeu el següent enllaç, de la pàgina de wikipèdia, o bé una pàgina prou interessant sobre els diferents tipus de cromosomes relacionats amb les principals malalties associades a cadascun, la podeu veure al següent enllaç.

PAPALLONES I COLORS

Xanthopan

Al llarg del temps ens hem preguntat què és l’evolució a nivell biològic? Doncs per evolució s’entén el canvi i mutació dels organismes al llarg del temps. Cal dir, que l’evolució no sols està relacionada amb la biologia, sinó que altres disciplines com la física, alhora de determinar el pes d’una espècie per exemple, hi són importants. Els factors que determinen la forma animal són les adaptacions als medi dels animals, una herència genètica que els permeta continuar amb l’espècie, així com certs materials pels quals es troben constituïts.

Parlem-ne de papallones, uns animals molt interessants. Les papallones són uns animals que pertanyen al regne dels artròpodes, concretament al regne dels insectes, el grup més nombrós existent al nostre planeta. Es troben dins el grup dels holometàbols, és a dir, insectes que tenen com a peculiaritat un cicle pel qual pateixen una interessant transformació. Es transformen de l’ou post per l’adult en larva o eruga, que al seu torn es transforma en una mena de pupa i que al cap d’un temps allibera la papallona; parlem doncs, del fantàstic fenomen de la metamorfosi, i un exemple ben típic amb el qual tots hem practicat de nens és el dels famosos cucs de seda. Les papallones són uns insectes coneguts per tots, tenen una llarga prolongació anomenada espiritrompa amb la qual seccionen el nèctar de les flors, així com unes escates microscòpiques que són les responsables de la seua coloració.

A l’illa de Madagascar, Charles Darwin trobà unes plantes molt interessants anomenades orquídies, que tenien una tija molt gran, de fins 25 cm de longitud, i observà que el nèctar de la flor es trobava al final d’aquesta, la qual cosa el va fer pensar que hi devien existir papallones amb una espiritrompa de tamany similar al de la planta per poder seccionar el nèctar. Darwin fou el centre de totes les crítiques a l’època però ben aviat tindria raó, sobretot quan Rotschild trobà la famosa papallona a l’illa.

Com tots sabem, els humans no podem veure tot, sols podem veure certes porcions de l’espectre electromagnètic de la llum. A les papallones, la llum es comporta diferentment segons el tipus d’escata, així, un equip japonès i altre anglès descobriren el comportament de la llum i sintetitzaren les coloracions de les escates de les papallones, la qual cosa els valgué una fortuna dels famosos productes de pintallavis de L’Oréal, la marca cosmètica més famosa, tot un esdeveniment ja que aquesta incorporà als seus pintallavis aquestes precioses coloracions. Aquestes, serveixen a les papallones com a medi de camuflatge per evitar els depredadors. Hi ha coloracions cridaneres que serveixen per atraure sexualment o advertir el depredador que la papallona és tòxica. Com tots sabem, colors com el groc, el negre o el roig són sinònims de perill al món animal. Algunes papallones són tan tòxiques que són capaces de produir cianur, una substància química molt tòxica.

L’existència de papallones tòxiques és un caràcter dominant a la natura, i aquest fet serveix d’advertiment als possibles depredadors, que poden patir les conseqüències en cas que mengen una papallona. Però, hi ha papallones que han evolucionat per selecció natural i que tenen una coloració pareguda però que no en són de tòxiques, amb la qual cosa tot i no ser-ne, també poden evitar els depredadors, els quals ja saben d’abans que pot ser perillós tastar-ne.

Al nostre planeta hi ha 1.750.000 espècies d’animals, tot i que s’afirma que es poden superar els 2 milions. Quasi 1 milió de les espècies són insectes, la quarta part són escarabats, i unes 200.000 espècies són papallones.

Mariposa monarca

FINDING THE STRUCTURE

Heus ací el meu treball sobre l'ADN.

Tota la informació s'ha extret de la pàgina web: www.dnai.org

Per seguir els passos i fer el puzzle i respondre les qüestions heu d'anar a la secció CODE de la mateixa pàgina i tot seguit entrar en: finding the structure.

Al llarg d'aquesta interessant pàgina podeu veure les diferents hipòtesis dels diferents investigadors, i, en alguns casos, fins i tot es pot escoltar de veu a alguns, com al J.Watson.

Record the specific contribution that each scientist made in the boxes provided:

Friedrich Miescher		Miescher added some simple chemicals to white blood cells from pus-filled bandages that he took at the hospital where he worked. He isolated a white precipitate he called "nuclein", that had lots of proteins. So it was “the first” extract of DNA which was isolated.
Phoebus Levene		He started deconstructing DNA components. He known DNA was a long-chain molecule, made up of four different nucleotides, ribose sugar, and phosphate.
Oswald Avery		He discovered DNA was carrying hereditary information and he showed it was the “transforming principle”. He isolated DNA from one strain of bacteria and then he discovered that it could transfer some features between organisms.

QUESTIONS:

Describe at least two ways that students who selected incorrect puzzle pieces would be able to recognize their mistakes.

If there are more than one peace for each spot, it means that one of it is the incorrect.

Describe why Watson and Crick knew that the triple helix model of DNA was incorrect.

Because Pauling showed a three-chain model hold them together by hydrogen bonds, treating the phosphate groups as un-ionized, as if they still had a hydrogen atom attached. So it was no correct because if there were hydrogen in the phosphate group it couldn’t be an acid, and the reality is that it’s an acid.

Explain why it would not have been possible for Watson and Crick to develop their DNA model without the data from Franklin.

Because X-ray diffraction patterns provide a lot of information about the shape and structure about molecules, and Rosalind showed that X-ray of the crystallized substance had diffracted or scattered because of the encounter with atoms. This was the cause of the helical structure of DNA. Then, Franklin calculated the basic dimensions of DNA, which were constant. Rosalind also knew that phosphate groups were outside the molecule because she covered some of it and the sodium sticking to it with water molecules and she observed the water was going in and out.

What did Watson need to consider when he worked out the DNA base pairing?

He thought it was too much effort to draw them out on paper each time and get the bond angles and bond lengths right. He used cardboard cutouts representing the shapes of the DNA bases. He considered the location of hydrogen atoms and it link bonds. He used Chargaff base pairs (adenine with thymine, guanine with cytosine) although Watson hated him and he didn’t recognized Chargaff’s theory of base pairs until that.

PIECES OF THE PUZZLE: Name of the scientists who:

Developed a three-chain model of DNA: Linus Pauling

Used sperm from different species for his research: Erwin Chargaff.

X-ray showed that the diameter of DNA’s helix is constant: Rosalind Franklin.

X-ray patterns showed Watson and Crick that DNA is helical: Rosalind Franklin.

Triple helix model acted as a catalyst for Watson and Crick: Linus Pauling.

Determined how A and T,G and C. form base pairs: Erwin

Chargaff.

Determined that DNA is crystalline: Maurice Wilkins.

Showed that DNA’s phosphates must be on the outside: Rosalind Franklin.

Determined that the ratio of A:T and G:C. is constant for an organism:
Erwin Chargaff (27% A-T, 52% G-C.), different for each species.

Flipped a coin to decide whose name went first: James Watson and Francis Crick. Finally, Watson name was first.

Obtained X-ray crystallographic patters of DNA: Rosalind Franklin.

Ací podem observar els resultants que la Rosalind Franklin obtingué després de sometre a raigs X la molécula d’ADN, i on s’observà la disposició helicoidal d’aquest.

THE MISTAKE PEACES:

Chargaff determined that all species have the same numbers of A, T,C. and G. It’s false because he determined different proportions of A-T, and C.-T ( it depends of the species).

Pauling worked with Phoebus Levene to develop a protein based a model of hereditary.

False, Phoebus Levene worked with his colleagues.

Franklin cristallyzed white blood cells from pus. False because Miescher isolated white blood cells from pus.

Wilkins determined that protein carries the genetic code.

Watson and Crick developed a triple helix model of DNA. False, Linus Pauling developed it.

Ací podeu veure a l'amic J.Watson, un poc vell, és clar.

TOLERANCIA A LA LACTOSA Y EVOLUCIÓN (lectura del blog "La lógica del Titiritero")

La lactosa, también conocido como “azúcar de leche” es un disacárido formado por la unión de los monosacáridos B-D-galactosa y B-D-glucosa. Este disacárido abunda especialmente en la leche, tanto de mamíferos como de humanos en una proporción de entre un 4 y 5% en la de los mamíferos y en un 9% en la leche del ser humano (la mujer después del nacimiento del hijo). Los humanos, mediante la enzima lactasa, pueden romper los enlaces de lactosa y asimilarla. Pero éstos, en su gran mayoría, al crecer y hacerse adultos pierden la capacidad de asimilación de la lactosa y la abundancia de ésta última, lo cual no es normal ya que la tolerancia a la lactosa debería ser un carácter dominante dentro del proceso evolutivo. Así pues, aquellas personas que no pueden asimilar este disacárido padecen la llamada intolerancia a la lactosa, manifestada mediante diarreas y vómitos.

La capacidad de asimilación de la lactosa cambia según la zona del mundo en la cual nos situemos, así pues, los países norte-europeos, como Suecia, presentan un índice de tolerancia a la lactosa muy alto (hasta 99%), mientras que países como Japón apenas llegan al 5% en personas en su fase adulta. Este enorme cambio tiene diferentes hipótesis.

La secuencia lineal de nucleótidos de ADN o ARN (gen) de la lactasa la encontramos en el segundo cromosoma. Las diferentes formas y secuencias de este gen (alelo) dominantes en la lactasa son las LCT*P (persistencia de la lactasa), las cuales hacen que esta enzima se sigua fabricando en el estado adulto del ser humano. Ahora bien, la enzima no cambia ni en humanos tolerantes ni intolerantes; la diferencia la encontramos en el gen de los tolerantes, el cual no adquiere modificación después de la lactancia.

Se cree que antes de que se domesticara el ganado y se aprendiera a ordeñarlo los humanos sobrevivieron sin leche. Pero sólo después del Neolítico, y tras muchos años de consumo, algunas poblaciones como los antiguos habitantes de Europa desarrollaron genéticamente la capacidad de asimilarla. Se cree que las circunstancias temporales de la época forzaron al consumo de leche, lo cual les salvó de graves enfermedades originadas por la falta de calcio dietético.

Así, podemos asegurar que hubo una fuerte presión selectiva en las poblaciones norte-europeas con cultura ganadera a favor del alelo LCT*P. Pero el hecho de que en algunas zonas de África con cultura ganadera la intolerancia a la lactosa sea frecuente nos ha permitido hallar la conclusión de que se produjo una mutación genética del alelo LCT*P diferente a la que ocurrió en las poblaciones norte-europeas.

Para finalizar he de decir que el ser humano se encuentra en un continuo proceso evolutivo en el cual como hemos observado en el caso de la lactasa ocurren mutaciones genéticas de los genes que originan unas características diferentes según la zona a cada individuo mediante una selección natural totalmente azarosa. También indicar que la cultura de una determinada zona puede originar distintos cambios genéticos, que a su vez pueden mutar.

SE LOGRA DESCIFRAR EL GENOMA DEL HONGO DE LA PENICILINA

Como todos sabéis Alexander Fleming fue uno de los grandes científicos de la historia. Nació el 6 de agosto de 1881 en Ayrshire (Escocia) y murió de un infarto en Londres, el 11 de marzo de 1955. Fleming fue el científico británico que descubrió la proteína antimicrobiana llamada lisozima y que consiguió el antibótico de la penicilina obtenido a partir del hongo Penicillium chrysogenum, cuya obtención proporcionó una nueva rama de medicamentos (los antibióticos) que hoy en día salvan tantas vidas, y que en su tiempo ayudó a los ejércitos ingleses y estadounidenses durante la segunda guerra mundial. En España su primer éxito fue la curación del doctor Carlos Jiménez Díaz que salvó su vida con la ayuda de la penicilina que consiguieron sus discípulos para combatir su neumonía. Hoy en día la penicilina sigue siendo útil, es el bálsamo curativo de infecciones de garganta y oído, de la sífilis, de la fiebre reumática...etc. Con la penicilina se producen antibióticos tan comunes como la amoxicilina, la ampicilina o el cefadroxil.

Fleming halló la penicilina “accidentalmente” en el año 1928 ya que un moco de su nariz producto de un estornudo calló en una placa de Petri con cultivos bacterianos. Unos días después observó que las bacterias habían sido destruidas. Antes de destruir los cultivos notó que la colonia de un hongo había crecido espontáneamente, como un contaminante, en una de las placa de Petri sembradas con Staphylococcus aureus. Fleming comprobó que las colonias bacterianas que se encontraban alrededor del hongo (conocido como Penicillium notatum) eran transparentes debido a una lisis bacteriana. La Penicillium es un moho que produce una sustancia natural con efectos antibacterianos: la penicilina. La lisis significaba la muerte de las bacterias, y en su caso, la de las bacterias patógenas (Staphylococcus aureus) crecidas en la placa.

Fleming comunicó su descubrimiento sobre la penicilina en el British Journal of Experimental Pathology en 1929. Cabe destacar que un científico costarricense, llamado Clodomiro Picado Twight había descubierto la penicilina antes que Fleming, sin embargo él no lo patentó. Así pues, durante la segunda guerra mundial, los químicos norteamericanos Ernst Boris Chain y Howard Walter Florey desarrollaron un método de purificación de la penicilina que permitió su síntesis y distribución comercial para el resto de la población.

Fleming recibió el premio Nobel de medicina en el año 1945, junto a Ernst Boris Chain y Howard Walter Florey.

Si queréis saber más información sobre A. Fleming y sobre la penicilina tenéis muchas páginas por visitar, pero yo he sacado esta información de:

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

Actualmente, 80 años después del nacimiento de la penicilina, siete grupos europeos de investigación, entre ellos uno español, el Instituto de Biotecnología de León (Inbiotec), se han unido para secuenciar el genoma del hongo del que se obtiene la penicilina, el Penicillium chrysogenum. En el próximo número de “Nature Biotechnolgy” se dará a conocer dicha secuencia, planteando también mejoras a la producción de la penicilina, obtención de nuevos fármacos o la lucha ante la resistencia de las bacterias cuando son invencibles al tratamiento antibiótico.

Cabe destacar que dos biotecnólogos españoles, Juan Francisco Martín y Carlos García-Estrada, de Inbiotec, han sido partícipes de este proyecto estudiando el nivel de expresión de cada uno de los genes.

El resultado del mapa genético ha revelado que el hongo contiene alrededor de 13500 genes, de los cuales 10 influyen directamente en la penicilina. De esta forma, se podrán desarrollar antibióticos con “menos productos contaminantes”. Además, el hongo contiene otros compuestos con actividad farmacológica del cual podrían salir nuevos antibióticos contra el cáncer según ha expresado Francisco Martín.

La tercera vía que abre el genoma es la lucha contra las resistencias bacterianas. Así pues, se puede pensar en manipular genes para fabricar penicilinas que burlen la resistencia de la bacteria y puedan combatir la infección. Y si esto no ocurriera, intentar que sean eficaces hasta que las bacterias generen resistencias contra estos nuevos antibióticos.

Estoy, así como toda la humanidad, agradecido a A. Fleming por su enorme descubrimiento, ya que gracias a él y a los posteriores descubrimientos se han salvado miles de vidas. Pero sobretodo estoy rendido a las nuevos tratamientos que potencian cada vez más la medicina mundial, y sobretodo me honra y me llena de orgullo que dos españoles participen en un proyecto a escala europea y mundial con tanto futuro por delante. Hoy en día, la investigación en España, está muy mal tratada, los hay buenos (investigadores), claro está, también hay buenas universidades e institutos de investigación, pero muchos “cerebritos” emigran a otros países donde luego exhiben sus auténticos conocimientos. La biotecnología y la microbiología evolucionan constantemente. Es curioso ver como a partir de un “simple” hongo se pueden hallar tratamientos para enfermedades como un simple resfriado, infecciones de garganta y oído, la sífilis...etc y con los posteriores hallazgos mejorar estos antibióticos y estos tratamientos que dentro de un tiempo incluso podrán tener más ámbito curativo, extendiéndose hasta el cáncer.

Hasta aquí mi comentario sobre una noticia que he encontrado en el periódico ABC, podéis verla en el siguiente enlace:

http://www.abc.es/20081001/nacional-sociedad/descifrado-genoma-hongo-penicilina-20081001.html

También he encontrado algunas páginas interesantes sobre ciencia, he aquí dos:

www.solociencia.com

www.novaciencia.com

También, en el periódico l’AVUI de Cataluña, y en su web: www.avui.cat hay algunos artículos, entre otros aquel de los premios Nobel de medicina que nos dio a conocer Toni en la VilaWeb y que Laura comentó.

Pere Cabello Yeves