domingo, 28 de febrero de 2021

Linus Pauling uno de los padres de la Biología Molecular



Para reconstruir los acontecimientos pasados, los periodistas pueden basarse en los testigos, los historiadores en los archivos y los biólogos... en el ADN. Las centenas de millones de letras químicas de la secuencia de un genoma conservan (si sabemos descifrarla correctamente) el recuerdo de la evolución que desembocó en la aparición de la especie. Esta es una de las frases notables de Linus Carl Pauling, notable fisico y químico estadounidense, a quien se le considera el padre de la Biología Molecular. Pauling forma parte del pequeño club de hombres de ciencia que han recibido el Premio Nobel en dos ocasiones. En 1954, obtuvo esta presea en el campo de la química por sus trabajos sobre los enlaces covalentes, y posteriormente en el año 1962 recibió el premio Nobel de la Paz por sus esfuerzos en pro del desarme nuclear. 

Linus Pauling tuvo una carrera brillante, entre sus logros más importantes está en que se constituyó en el fundador de la filogenia molecular, la disciplina que pretende descifrar la historia de los seres vivos a través del estudio de las moléculas que lo componen. 

Hacia el inicio de su carrera colaboró con destacados científicos, como por ejemplo el físico alemán Arnold Sommerfeld en Munich, el físico danés Niels Bohr en Copenhague, el físico austriaco Erwin Schrödinger en Zurich y el también físico inglés sir William Henry Bragg en Londres. Su obra puede considerarse que va codo con codo con el aporte de estos notables hombres de ciencia. Hacia mediados de los años cincuenta, Pauling se interesó por la química de las proteínas y fue uno de los primeros en considerar a los aminoácidos como los "ladrillos de la vida". Precisamente, empezó a describir en una proteína (la hemoglobina) el orden de estos ladrillos en varias especies de vertebrados. Comprobó entonces con sorpresa que el número de diferencias entre los aminoácidos de cada pareja de especies es proporcional al tiempo de divergencia de los grupos a los que estas pertenecen. 

En 1965 Pauling, con su colega el biólogo francés Emile Zuckerandl, formuló la hoy muy importante noción de "reloj molecular", afirmando que el índice de divergencia entre dos secuencias de aminoácidos es constante en el transcurso de la evolución. Esta hipótesis revolucionó el estudio de la historia de la vida ya que, por primera vez, permitía evaluar el tiempo de divergencia de las líneas para las que no existen restos de fósiles. Con el paso del tiempo la maquinaria que mueve este reloj se fue entendiendo y afinando, de manera que hoy los biólogos evolutivos lograron finalmente calibrar este reloj de la vida, y con ello fue surgiendo una visión completamente renovada de los distintos grupos y sus relaciones a través de la historia de la vida. Los antiguos “grupos basurero” o "cajones de sastre" de algunos grupos de organismos como las algas o muchos de los grupos de invertebrados, fueron reexaminados a la luz de esta revolución conceptual, “la clasificación filogenética” y de una revolución tecnológica como es la comparación de secuencias permitido por esta huella que deja la evolución en las secuencias de ADN. 

Hoy, lo que se ha logrados a partir de esta idea de Pauling, es la reclasificación entera de los seres vivos, en apenas un periodo de cerca de cuarenta años, antes de estas ideas la ciencia solamente había dado unos cuántos pasos en la clasificación de la vida desde los tiempos en que Linee propone los primeros conceptos. Linus Carl Pauling, fue un científico que tuvo una visión integral de la naturaleza y a través de ella contribuyó a la definición de la estructura de los cristales y las proteínas. Este versátil científico realizó contribuciones en diversos campos, entre ellos: la química cuántica, la química inorgánica y orgánica, la metalurgia, la inmunología, la anestesiología, la psicología y la desintegración radiactiva. 

Para algunos autores, Pauling es considerado el mejor científico del siglo pasado, pues estuvo entre los primeros químicos cuánticos de la historia. Gracias a su visión para el estudio de la estructura de aminoácidos y proteínas, en el año 1952 Pauling propuso la alfa hélice como estructura secundaria de las proteínas. Todo un hito en una época en la que existía una gran rivalidad en el conocimiento estructural de proteínas y ácidos nucleicos. En plena carrera del conocimiento del ADN, Pauling estuvo muy cerca de conseguir describir su estructura helicoidal pero el modelo que propuso era erróneo. Error que, por otro lado, Watson y Crick pudieron corregir gracias al acceso a las imágenes obtenidas por Rosalind Franklin y Maurice Wilkins sin el conocimiento ni consentimiento de esta. El lanzamiento de las bombas atómicas sobre Hiroshima y Nagasaki marcaron un punto de inflexión en la vida de Pauling. Dio un paso hacia el activismo contra la proliferación de armas nucleares y firmó el Manifiesto Russell-Einstein, instando a las grandes potencias como Estados unidos, Unión Soviética y Gran Bretaña a prohibir las pruebas nucleares. En 1959 redactó el documento Apelación de Hiroshima y fue por medio de esta iniciativa se le concedió su segundo Premio Nobel, el de la Paz, en el año 1962. 

Fue un auténtico genio que, sin embargo, no estuvo exento de polémica, hoy todavía, a casi 25 años de su muerte, hay quien no le perdonan por su investigación sobre la vitamina C. Calificar de charlatán o pseudocientífico a un investigador brillante con la trayectoria de Pauling sería como llamar magufo al mismísimo Isaac Newton por su dedicación a la alquimia y la teología. Si bien Pauling se equivocó respecto a las propiedades de la vitamina C, hay que reconocerle que siempre trató de hacer ciencia. 

Hoy se le recuerda como el tipo de la sonrisa contagiosa, un visionario singular, una mente brillante y una persona preocupada por la sociedad. Un genio al que debemos recordar, sin duda, por sus grandes aportaciones y no por sus errores. 

Música del capitulo

Guitar Noir – The Aqua Velvets 
Kill Them and Back Alone - Francesco de Masi 
Get Lucky - Daft Punk - 8 Bit Universe 
No One Is To Blame – Howard Jones 

Enlaces del capitulo 

Linus Carl Pauling. Biografía. Disponible en:

FRANCISCO JAVIER SERRANO BOSQUET. Instituto Tecnológico de Monterrey. LINUS PAULING FRENTE A ATENEA: LOS FUNDAMENTOS FILOSÓFICOS DE LA CIENCIA DE PAULING. Revista de la Sociedad Española de Historia de las Ciencias y de las Técnicas. Vol. 34 Núm. 73 (2011). Disponible en: 

El ADN, memoria de la vida. Revista de investigación europea. Mayo 2007. Disponible en:

Linus Pauling. El químico más importante de este siglo. JoséAntonio Chamizo. Educación química, UNAM, Volumen 6 No.1. 1995. Disponible en:

Linus Carl Pauling. Biografía de Linus Carl Pauling. Historia y Biografía. Disponible en:

Daniela Rodríguez. Linus Pauling: biografía, aportes, premios y citas. Disponible en: 

 Linus Pauling, el verdadero científico. Ernestina Fernández Monroy. 2013. Disponible en:

Linus Pauling, un hombre excepcional. Juan Carlos Aledo. Profesor Titular de Bioquímica y Biología Molecular. Encuentros en la Biología. Vol.6 | No 142. 2013. Disponible en:

lunes, 15 de febrero de 2021

La Historia del Microscopio




Los primeros grandes avances en la ciencia – y en particular en el campo de la biología – se deben en parte a la invención del microscopio óptico, cuando hacia finales del siglo XVI el neerlandés Zacharias Janssen con apenas unos 10 años, y muy probablemente ayudado por su padre fue el primero en apreciar un mundo de detalles y seres diminutos que por su tamaño tan pequeño no era posible ver a simple vista, esto significó un cambio profundo en la forma  de hacer ciencia al poder acceder al mundo microscópico.

Sin embargo, es importante indicar que los primeros intentos de amplificar imágenes se remontan a los tiempos de griegos y romanos, quienes empleaban esferas de vidrio que llenaban de agua, y que utilizaban para observar heridas y tejidos.  Las primeras referencias a lentes ópticas, provienen del siglo 3 A.C., con el célebre matemático alejandrino Euclides y posteriormente en el siglo 2 A.C. con astrónomo y geógrafo griego Claudio Ptolomeo, hacer referencia a las mismas en sus escritos, sin embargo como veremos en este capítulo el inicio del uso de lentes tiene mas de 5000 años de antiguedad. Lucio Anneo Séneca, quien fuera el tutor del emperador romano Nerón y su consejero cuando este fuera emperador, relata cómo el emperador contemplaba las batallas de gladiadores a través de esmeraldas talladas, posiblemente para corregir así su miopía. Hacia finales del siglo XVI Leonardo da Vinci ya insistía en las ventajas de emplear lentes en el estudio de los objetos pequeños. 

Durante este tiempo, se destaca el estudio de insectos minúsculos, tanto que en el libro Magia naturalis del erudito italiano Giovanni Battista della Porta se describen los principios y usos de las mismas.  Años más tarde, gracias a la invención del microscopio óptico, el hombre pudo tener evidencia de un mundo invisible que existía más allá de las lentes y pudo así descubrir un universo nuevo, pudiendo observar por primera vez no solo organismo diminutos, si no también objetos como los cristales de la sal de mesa o las sales de oxalato que se encuentran en la orina y cuya acumulación es la causa de los cálculos renales. Con el descubrimiento de los parásitos intestinales, la medicina pudo finalmente quitarse la venda del oscurantismo y dar así los primeros pasos en la ciencia moderna. Un hecho más, de entre tantos destacables, fue que gracias al microscopio óptico algunos grandes hombres  como, Louis Pasteur y Robert Koch entre muchos otros, pudieran estudiar y derrotar a muchas de las enfermedades que asediaban a la humanidad.

La observación es el primer paso del método científico, por lo cual este instrumento ha sido de vital importancia para la aplicación de la ciencia en un nivel que no era posible antes de su invención, a partir del microscopio  se entiende que las estructuras que forman parte de un todo, tienen un origen en componentes microscópicos. Por esta razón este instrumento es considerado de vital importancia pata el desarrollo de ciencias como la microbiología, la histología, y otras ciencias no biológicas como la física y la geología. 

La primera ocasión que se empleó la palabra microscopio fue en una publicación científica del año 1625 por los italianos Federico Cesi y Francesco Stelluti en una publicación de la Accademia dei Lincei, la más antigua de las sociedades científicas de Europa, en un trabajo titulado Apiarium, en el cual reportaban observaciones microscópicas de una abeja. Otra publicación de gran importancia fue Micrographia, del ingles Robert Hooke, quien presenta ahí sus observaciones del corcho hechas en 1663 y establece el nombre de célula. 

Desde mediados del siglo 17 hasta la actualidad el microscopio óptico se ha constituido en un pilar fundamental en el conocimiento de lo invisible. Aunque su poder de resolución aumentó a través del tiempo, con notables mejoras en la calidad de las lentes, al igual que en la capacidad de resolución, el factor limitante para utilizarlo radica en la longitud de onda, no se pueden ver cosas más pequeñas que las que determina la longitud de onda de la luz visible. Fue en el año 1930 cuando el mundo submicroscópico se amplió con la aparición del microscopio electrónico cuya ventaja principal con respecto al microscopio óptico era un notable aumento en la magnificación de los materiales observados junto a una mayor  capacidad de resolución generando una mejor definición y una ampliación del mundo microscópico ADN, virus y pequeñas organelas fueron observadas por primera vez con este microscopio.

Hoy existen muchas variaciones de este tipo de instrumento que hacen uso de diferentes propiedades físicas tanto de la luz visible, como otro tipo de radiaciones y diferentes tipos de contrastes, igualmente la combinación de técnicas de microscopía con otras disciplinas como por ejemplo la inmunología.  A la fecha hay unos 20 tipos diferentes de instrumentos que se basan en el microscopio óptico y que han trascendido a otras áreas de la ciencia aparte de la Biología, permitiendo que hayan ocurrido numerosos e importantes avances en el uso de la ciencia y la tecnología.  En nuestro capítulo de hoy haremos una reseña sobre este instrumento, que como decimos en mi país es el machete de la mayoría de los biólogos. 

Hoy nuestra máquina del tiempo nos llevará a un viaje por el pasado para luego entrar en un mundo que aun hoy resulta desconocido para la mayoría de las personas de a pie.  El mundo de las cosas pequeñas en el que existen grandes detalles...

Música del capítulo

SpyTones - Surfing Salzburg 
Derek Fiechter - Gold Rush
The Legend of Zelda - Zelda Theme  

Enlaces del capítulo

Sánchez Lera Rita María, Oliva García Ninfa Rosa.  2015.  Historia del microscopio y su repercusión en la Microbiología. Rev Hum Med. ( 2 ): 355-372.  Disponible en: 

Mariana Lanfranconi.  HISTORIA DE LA MICROSCOPIA.  Introducción a la Biología. Facultad de Cs.Exactas y Naturales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Disponible en:

(PDF) La historia del microscopio (Primera parte).  Disponible en:

El fundador de la primera sociedad científica moderna; Federico Cesi y la Accademia Nazionale dei Lincei. La Academia de Galileo.  Disponible en:

Francesco Stelluti Issues the First Book Containing Images of Organisms Viewed through the Microscope.  Disponible en:  https://www.historyofinformation.com/detail.php?id=3399

Federico Cesi y Francesco Stelluti. 1625.  Apiarium.  Disponible en: http://lynx-open-ed.org/OERs/Apiarium-tan.pdf 

Gómez Gutiérrez, A. (2004). DEL MICROSCOPIO A LA MEDICINA MICROBIANA. Universitas Scientiarum, 9, 7-14.  Disponible en:

Ruiz-Castell, P. 2013.  Instrumentos para el estudio de la Historia Natural:  Del microscopio óptico al microscopio electrónico.  Memorias R. Soc. Esp. Hist. Nat., 2ª ép, 11. Disponible en:

Ford B. 2002. El nacimiento del microscopio.   Contactos 45, 29-38.  Disponible en:


lunes, 1 de febrero de 2021

ADN Antiguo



Como vimos en varios capítulos anteriores, el conocimiento de las vida de épocas pasadas, se basa principalmente en el estudio de los fósiles, con todas las limitantes que ello conlleva. Sin embargo el descubrimiento de que en ocasiones el ADN se encuentra preservado, ha permitido en la actualidad realizar análisis filogenéticos en algunas líneas evolutivas que hoy han desaparecido. La posibilidad de recuperar información genética a partir de restos óseos y piezas dentales ha abierto nuevas perspectivas en los campos de la arqueología, la antropología y la paleontología, dando respuesta a varias preguntas en las cuales el enfoque clásico de estas disciplinas no podía, entre ellas una visión más clara del camino evolutivo que han seguido estos linajes. Por ejemplo se ha encontrado ADN en restos fósiles óseos de más de medio millón de años. 

El análisis de ADN antiguo es en muchos aspectos diferente a los análisis de ADN moderno, ya que por lo general el ADN antiguo presenta una baja calidad, lo cual limita el posible alcance de los análisis. Esta degradación se produce por una serie de factores como son: el tiempo cronológico, la temperatura, la luz y la humedad en las zonas en que los restos se ubican. También influyen la fragmentación de las moléculas de ADN que se producen de manera natural post mortem, así como la contaminación de las muestras proveniente del ADN de los organismos que se encargan del proceso de descomposición, como son bacterias, insectos y hongos. Inclusive se produce contaminación por el contacto de la persona que toma la muestra.

Sin embargo, los análisis genéticos en el campo de la genética forense y del ADN antiguo comparten por dicha, la misma metodología y aproximaciones científicas.  Hoy con el aumento en la sensibilidad de las técnicas de la biología molecular, es posible determinar el perfil genético de muestras que poseen una minúscula cantidad de copias de ADN, además ambas disciplinas trabajan con muestras en las que estas se encuentran degradadas o alteradas químicamente, por ello, el problema de la contaminación se evalúa de forma continua mediante el uso de controles aplicables en ambos campos.

El estudio del ADN de restos humanos ha sido también en estos últimos años un gran campo de estudio, lo que ha proporcionado pruebas para apoyar teorías en el origen de nuestro linaje, pruebas como la discontinuidad genética existente entre el hombre de Cromañón que representa a una forma arcaica de nuestra misma especie y al Hombre de Neanderthal. Llegando inclusive a descifrar la secuencia del Hombre de Neandertal hace unos pocos años. También este tipo de estudios han apoyado la reconstrucción de las relaciones filogenéticas entre poblaciones humanas, confirmando los flujos genéticos que se dieron desde África hasta Eurasia y luego hasta la colonización del nuevo mundo.

Una nueva visión sobre la evolución de los linajes aparece con la publicación de un artículo de la Revista Nature en el año 1984.   Este estudio tuvo una amplia difusión y trataba sobre el análisis de ADN antiguo, publicado por Allan Wilson y Russel Higuchi y 2 colaboradores más de la universidad de Berkley, el día 5 de noviembre de ese año. En este artículo el grupo de investigadores refiere a un análisis realizado con una especie de équido sudafricano que se había extinguido en el año 1883, la especie se llamaba Equus quagga. El grupo logró extraer con éxito una muestra del ADN de un músculo seco en un espécimen que se encuentra en el Museo de Historia Natural de Mainz en Alemania. 

Esta nueva técnica significó un avance importante y un nuevo uso para la biología molecular, la cual podía ser aplicada al campo de la arqueología y la paleontología.  Al año siguiente el genetista sueco Svante Pääbo publicó una serie de artículos en los cuales describía la aplicación de esta técnica, pero esta vez en momias egipcias, para ese entonces esto significaba toda una proeza, pues la amplificación de secuencias de ADN no era posible aún por la técnica de PCR, la cual sería conocida hasta unos meses después a pesar de que venía desarrollándose desde 1983 y dicha técnica necesitó unos cuantos años para ser considerada rentable y de uso popular. 

Un poco después, hacia inicio de la década de los noventa, aparecen los trabajos de los genetistas birtánicos Erika Hagelberg y John Clegg y posteriormente un equipo  de investigadores encabezados por la investigadora francesa el Catherine Hänni describieron la extracción de ADN humano y su posterior caracterización, el primer equipo en tejido óseo y el segundo en dientes, de ADN procedente de muestras con diferentes cronologías, desde 150 a 5500 años de antigüedad.  Estos trabajos demostraban claramente que el ADN podía ser recuperado utilizando procedimientos de biología molecular en muestras de distinta índole y con distintas edades.  

Hoy, las técnicas para este tipo de análisis se han perfeccionado, eliminando significativamente la incertidumbre, y se pueden aplicar con éxito a diversos tipos de ADN, desde aquel que se encuentra contenido en el núcleo de la célula, el ADN nuclear, inclusive con suficiente resolución para diferenciar los cromosomas no sexuales o autosomas así como los cromosomas sexuales y el ADN mitocondrial.

Hoy vamos a viajar en nuestra máquina del tiempo, para describir las técnicas de análisis y así poder revisar algunos descubrimientos interesantes que muestra el análisis del material genético de otros linajes anteriores a nuestro tiempo

Música del episodio

Dick Dale – Esperanza
Ennio Morricone – Liberta
Hablando a tu corazón - Charly García – 8bits Universe
Journey  - Don´t Stop Believin

Enlaces de interés

M.a SAIZ, M.a J. ÁLVAREZ-CUBERO, L. J. MARTÍNEZ-GONZÁLEZ, J. C. ÁLVAREZ y J. A. LORENTE. El ADN Antiguo una herramienta para descifrar la Historia.  CPAG.  (22) 2012. p.11-47. https://doi.org/10.30827/cpag.v22i0.2414

Boletín Antropológico. Año 25, No 70, Mayo–Agosto, 2007. ISSN:1325–2610. Universidad de Los Andes. Mérida. Montiel, Rafael y García, Carlos. Los criterios de autenticidad de ADN antiguo y su uso en estudios poblacionales humanos. pp.215-229. https://www.redalyc.org/pdf/712/71207002.pdf

Neskuts Izagirre, Santos Alonso, Concepcion De La Rúa.  Descifrando los mensajes del pasado: análisis del ADN antiguo.  Unravelling messages from the past: analysis of aDNA.  Munibe (Antropologia-Arkeologia) 57, 2005.

Del Valle, Christian, Rodríguez, Anayanci, & Espinoza, Marta. (2004). Comparación de tres métodos de extracción de ADN a partir de restos óseos. Revista de Biología Tropical, 52(3), 717-725. disponible en: 

Jiménez-Arce, Gerardo, & Morera-Brenes, Bernal. (1999). Revisión sobre la extracción de ADN a partir de huesos humanos. Medicina Legal de Costa Rica, 16(1-2), 11-14. disponible en

Jesse Dabney, Michael Knapp, Isabelle Glocke, Marie-Theres Gansauge, Antje Weihmann, Birgit Nickel, Cristina Valdiosera, Nuria García, Svante Pääbo, Juan-Luis Arsuaga, Matthias Meyer.  mtDNA genome from a Middle Pleistocene cave bear.  Proceedings of the National Academy of Sciences Sep 2013, 110 (39) 15758-15763;  https://www.pnas.org/content/110/39/15758  

Nacerran R. 2007. DNA antiguo, metodología y daños moleculares.  Aproximación al poblamiento del Nuevo Mundo.  Tesis doctoral.  Universidad De Santiago De Compostela.  Instituto de Medicina Legal.