sábado, 20 de abril de 2024

Cromosomas - parte 1

 

El término cromosoma procede de los vocablos griegos “chroma” y “soma”, y su significado literal es “cuerpo coloreado o cuerpo que se tiñe”. Los cromosomas se constituyen como estructuras fundamentales a nivel biológico en el caso de los organismos eucariotas y son estructuras altamente organizadas, compuestas principalmente por ADN y proteínas y en ellos se encuentran contenidas las unidades básicas de la información genética, los genes.  Los genomas de los eucariotas de forma general son más complejos que los de procariotas, ya que el ADN se encuentra organizado de forma diferente al de éstos últimos. Casi siempre los genomas de procariotas contienen cromosomas únicos que normalmente son moléculas circulares de ADN doble banda, que no tienen la compactación que le dan las histonas a los cromosomas eucariotas. Además, los genomas de eucariotas están compuestos por múltiples estructuras cromosómicas, y cada uno de los cuales contiene una molécula de ADN doble banda lineal y a pesar de variar el número de estas estructuras según la especie, su estructura básica es esencialmente la misma.

La rama de la biología que se encarga del estudio de los cromosomas es la citogenética, ciencia surgió hacia comienzos del siglo XX con la finalidad de explicar los principios de Mendel a partir del comportamiento cromosómico, y por fusión de dos disciplinas, la citología y la genética, heredando de la primera los aspectos cualitativos, físicos y descriptivos, y de la segunda los enfoques cuantitativos y fisiológicos. Desde ese entonces, se ha avanzado en el desarrollo de técnicas y metodologías que brindan valiosos aportes en la resolución de problemas diagnósticos, taxonómicos y evolutivos, entre tantos otros, de diversos grupos animales y vegetales.

Adicionalmente, en la actualidad estas tecnologías son ampliamente utilizadas en medicina y, mediante el análisis de distintos tipos de tejidos, se pueden identifican cambios en los cromosomas, como cromosomas rotos, faltantes o adicionales, y éstos cambios pueden ser utilizados como signos de una enfermedad o defecto genético, e inclusive de algunos tipos de cáncer.

En todas las especies que existen en la actualidad los cromosomas mantienen, replican y regulan el uso de la información genética que se encuentra codificada en la secuencia de la molécula de ADN.  Este tipo de estructuras resultan importantes no sólo para encajar físicamente las largas hebras de ADN en un pequeño espacio subcelular, sino también para organizar la regulación genética, la replicación y la reparación del ADN, así como otras funciones y procesos. Muchos de los principios de la organización cromosómica son compartidos entre diferentes especies, las cuales presentan procesos de plegamiento cada vez más complejos empleados a medida que aumenta el tamaño del genoma y los espacios físicos entre los distintos genes. 

Los estudios que hace la citogenética sobre la estructura de los cromosomas consisten en analizar la forma, el tamaño y el número de los mismos para cada especie. El mejor momento para llevar a cabo dicho estudio suele ser aquel en el que los cromosomas han alcanzado su máximo grado de condensación y tienen sus bordes perfectamente definidos. Dicho momento suele ser la metafase mitótica. El estudio de la estructura externa de los cromosomas culmina con la obtención del cariotipo, es decir el patrón de cromosomas que posee una especie que se expresa por medio de un código establecido por convenio. El cariotipo se confecciona usualmente después de un apropiado tratamiento y posterior tinción de las células, para hacer más visibles los cromosomas individuales. Al diagrama simplificado de los cromosomas metafásicos del cariotipo se le denomina idiograma, el cual es característico de cada especie y representa su identidad genómica.  

Nuestro viaje de hoy nos lleva a iniciar un recorrido a través de la historia de estas estructuras con la finalidad de revisar su diversidad y sus distintos tipos, con la finalidad de entender sus funciones y de como mediante su estudio se podrían resolver algunos de los problemas que afronta la medicina moderna, entre muchas otras aplicaciones.

Música del capítulo

Bear McCreary – Escape Pod (Foundation -  Original Series Soundtrack)
Bear McCreary - The Imperial Library (Foundation -  Original Series Soundtrack)
James Roach - Over the Misty Mountains Cold (Chiptune Cover)
The Wellermen -  Misty Mountains

Enlaces WEB

Walter Sutton and the Chromosome.  Disponible en:

La naturaleza química del DNA (hasta el primer tercio del siglo XX).  Disponible en:

Twenty-Five Years of the Nucleosome, Fundamental Particle of the Eukaryote Chromosome.  Disponible en:

Chromatin Architecture of the Human Genome:  Disponible en:

Structure and organization of chromatin fiber in the nucleus.  Disponible en:

Chromatin behavior in living cells.  Disponible en:

Artículos científicos

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domingo, 25 de febrero de 2024

Autobiografia de Charles Darwin – Parte 2

El genio que para muchos representa la figura de Charles Darwin no emergió como la genialidad de otros personajes universales, esto pues usualmente la mayoría de aquellos deslumbraron siendo muy jóvenes, como por ejemplo Isaac Newton, que con solo 24 años, creó las bases del cálculo diferencial e integral y de la teoría de la gravitación universal; de Werner Heisenberg, que a la misma edad creó la mecánica cuántica; también está la figura de Wofgang Pauli, quien a los 18 años ya atraía la atención y la admiración de físicos consumados. No, Darwin no fue este tipo de persona, y sin embargo es un gigante de la ciencia de todos los tiempos. A través de su biografía precisamente se muestra cómo fue floreciendo y desarrollándose su talento.  Este último y sus aportes a la ciencia, fueron siendo construidos poco a poco, de forma laboriosa, al principio casi inadvertidamente; más tarde, concienzuda y metódicamente. Según pasaban los años se iba ampliando el escenario de sus intereses, los elementos que deseaba insertar en una gigantesca y abarcadora explicación de la naturaleza viva.  

Su obra científica, haciendo notar todo el conjunto y no solo El origen, así como los mensajes que esta transmite se ajustan perfectamente al espíritu que ha animado a lo largo de su existencia a la Institución Libre de Enseñanza; un espíritu en el que destacan la búsqueda de la verdad mediante la indagación racional y experimental, el amor a la naturaleza y el respeto a la vida; todo ello, además, dentro de un ánimo discreto y laico.  Como vimos en el capítulo anterior, fue un mal, poco dedicado estudiante. Debía haber sido médico, como quería su padre, pero, aunque pasó dos años en la Universidad de Edimburgo iniciándose en esa profesión, aunque no le agradaba. No obstante, sí que comenzó a manifestarse entonces su interés por la naturaleza. Fue también entonces cuando empezó a relacionarse con naturalistas y a recibir estímulos de ellos.  

Una vez que quedó claro que no deseaba continuar con los estudios de Medicina, su padre le propuso, para evitar que se «volviera un señorito ocioso», que se hiciera clérigo, una idea que no le desagradó. Para prepararse, logrando una cierta cultura general, se matriculó hacia a principios de 1828 en la Universidad de Cambridge, donde no fue precisamente un estudiante sobresaliente: le gustaba más divertirse con los amigos y continuar con sus actividades campestres. Y de nuevo encontró a quienes le ayudaron a profundizar en sus intereses. Los principales fueron el reverendo John Stevens Henslow, catedrático de Mineralogía y de Botánica; Adam Sedgwick, catedrático de Geología, y William Darwin Fox primo segundo suyo, quien lo introdujo en la entomología.

Fue precisamente gracias a Henslow como le surgió la gran oportunidad de su vida, sin la que es muy posible que sus logros científicos, aunque probablemente habrían existido, hubieran sido mucho menores y diferentes: embarcarse como naturalista y acompañante del capitán, Robert FitzRoy en el ahora famoso Beagle.  Hasta aquí llego nuestro relato en nuestro capítulo anterior, antes de que a Darwin se le presentara la oportunidad de oro, y en esta segunda parte del viaje, acompañaremos a Darwin en el viaje de su vida, descrito por   sus propias palabras, en las cuales nos deja ver lo más profundo de su ser, tanto sus mayores logros, como sus fracasos, y el en ocasiones penoso camino que tuvo que recorrer, para convertirse en una de las figuras más importantes de la historia.

Charles Darwin no era un hombre de ciencia que viviese del sueldo que le reportaba su trabajo en alguna institución, como en el caso de sus principales influencias Lyell, Hooker o Henslow; Darwin era un «aficionado» a las ciencias, como fue en su tiempo su abuelo Erasmus, médico de profesión.  Darwin, era en realidad un extraño caso de vocación malograda, una especie de mezcla entre sport man y cazador, su padre, le advertía: No te importa nada más que la caza, los perros y la recolección de bichos, y serás una desgracia para ti y para toda la familia. Sin embargo, por uno de esos giros sorprendentes que origina la vida, fraguó en una obra inesperada. El coleccionista de escarabajos trascendió, y del coleccionismo, la caza y el amor al campo, surgió un pensador, un filósofo de la naturaleza, uno de los más grandes de la historia.

Una vez que, en octubre de 1836, Darwin desembarcó del Beagle, habiendo finalizado el famoso viaje que durante casi cinco años le había permitido dar la vuelta al mundo, comenzó a estudiar lo que en sus cuadernos de notas había consignado y a publicar lo que más tarde, tras cuarenta y seis años de producción científica, completaría una amplísima y formidable obra científica en la que pueden encontrarse aportaciones relevantes a la geología, la botánica, el comportamiento animal, el origen de las especies, entre otras. Una producción que tendría como hitos fundamentales tres libros: El Viaje del Beagle, publicado en 1839; El Origen de las Especies, aparecido en 1859, y El origen del hombre, de 1871.

En nuestro viaje de hoy acompañaremos a Darwin en su viaje personal, un viaje que empezó con una vuelta al mundo que le permitió transformarse casi que de un señorito ocioso, a uno de los más influyentes hombres de ciencia, gracias a su legado intelectual

Música del capítulo

MiguelJohnson - Good Day To Die [Epic]
Savfk - All The King's Horses
8-Bit Arcade - Kraftwerk - Pocket Calculator
Kraftwerk – The Robots

Enlaces

Darwin C. 1887. Autobiografía.  Editorial Alianza. Madrid, España. P95. Disponible en: 
https://api.repositorios.cihac.fcs.ucr.ac.cr/cmelendez/api/core/bitstreams/df22e0ed-451a-4c76-b441-fa3b51df0c29/content 

Martínez Martínez, Jorge. 2009.  Legado y trascendencia de las ideas evolutivas de Charles Darwin.  Investigación y Ciencia, vol. 17, núm. 45,  pp. 30-33 Disponible en: 
Zavala Núñez A.  2009.  Darwin y su importancia en la consolidación del pensamiento científico.  Entrevista con la Dra. Ana Barahona Echeverría Investigadora y profesora del departamento de biología evolutiva de la facultad de ciencias de la UNAM.  Revista Digital Universitaria. Volumen 10 Número 6. Disponible en:

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martes, 20 de febrero de 2024

Autobiografia de Charles Darwin – Parte 1

Sin lugar a dudas, una de las obras científicas que más impacto ha tenido en la historia de la ciencia es El origen de las especies. En realidad, Charles Robert Darwin le dio a esta obra un título mucho más largo: El origen de las especies por medio de la selección natural, o la preservación de las razas favorecidas en la lucha por la existencia.   En ésta obra quedaban claros tanto el fenómeno de la selección natural, base de su teoría de la evolución, como el mecanismo por el que ésta tenía lugar: la lucha por la existencia, que afectaba a todos los organismos.   El objetivo fundamental de este libro, publicado en 1859, era resolver un problema científico de su época, el del origen de las especies. Como el propio Darwin reconocería, otros autores antes que él ya habían discutido sobre la posibilidad de que las especies pudieran transformarse, pero ninguno había logrado exponer sus ideas y argumentos en una teoría tan coherente y convincente como la formulada por el naturalista inglés, un científico metódico con una indudable capacidad de observación y síntesis.

La ideas de Darwin, en su momento suponen un decisivo avance, ya que el mismo considera, a la evolución de las especies como un proceso histórico, general e irreversible, de manera que toda especie animal y vegetal cambia con el tiempo, por acción de la selección natural ejercida por el medio ambiente, y el cambio, de cuando en cuando, desemboca en la bifurcación de una especie en dos. De este modo, con el paso del tiempo, las especies se van transformando en otras más numerosas y afinadas, y, extrapolando hacia atrás, menos numerosas y perfectas hasta llegar a una sola animal y una sola vegetal cuyo origen desde lo inferior (en último término desde lo inorgánico) no podía ni adivinarse, en tiempos de Darwin.

Sin lugar a dudas, Darwin es un modelo de científico creativo prolífico, su obra es muy diversa; está constituida por 16 libros, más de 5,000 cartas, numerosas publicaciones en diarios, notas y panfletos, los cuales nos dan una idea del trabajo mental de un hombre cuyo pensamiento evolutivo aún prevalece en la escena mundial. La herencia intelectual de Darwin sobre la idea de la evolución, va más allá del hecho de que si la vida ha evolucionado, sino de cómo evolucionó ésta, o sea la propuesta de mecanismos o procesos que tratan de explicar la evolución biológica.

Las ideas de Darwin consolidaron hacia mediados del siglo XIX una revolución científica que comenzó con Copérnico, seguida por Galileo, Kepler y Newton, en la cual estos científicos sacaron a la Tierra del centro de la creación y la colocaron como un planeta más en la constelación del universo. De la misma manera, lo que Darwin hizo fue apartar al ser humano del centro de la creación y lo trató como una especie más de entre todas las existentes.  Esto alteró no solo las ideas que se manejaban para explicar cómo ocurrían los cambios en los seres vivos, sino también las concepciones sobre el saber y la construcción del conocimiento científico.

La autobiografía de Charles Darwin, es en realidad una serie de escritos sin mucho rigor literario, más bien escrito en tono informal, que Darwin escribiera poco antes de morir para que sus hijos lo pudieran leer en el futuro. Esto, en lugar de ser un punto negativo, es todo lo contrario, ya que nos encontraremos con textos distendidos en los que Darwin recuerda su infancia, desde “que contaba cuatro años y unos meses, cuando fue con su familia a bañarse a la playa”, como su paso por la escuela, con su afición a las colecciones, sus penurias por la muerte de algunos seres queridos y muchos momentos más, que incluyen su adolescencia, su crecimiento profesional y sobre todo muchas anécdotas y recuerdos hacia las personas que conoció a lo largo de su vida.

Esta obra fue escrita entre mayo y agosto de 1876 tras escribir una hora casi todas las tardes, como él mismo nos cuenta. El manuscrito original se conserva actualmente en la biblioteca de la Universidad de Cambridge.   El pasado 12 de febrero, se cumplieron 215 años del nacimiento de Darwin, en el capítulo de hoy haremos un pequeño homenaje a si memoria a través de la visión de su vida pero vista a través de sus propios ojos

Música del capítulo

Scott buckley - Royalty free music - Race the Sun
Savfk - Royalty free music - Reloaded
8 Bit Universe - Red Hot Chili Peppers - Under The Bridge 
Jahrund – Human Essence

Enlaces


Darwin C. 1887. Autobiografía.  Editorial Alianza. Madrid, España. P95. Disponible en: 
https://api.repositorios.cihac.fcs.ucr.ac.cr/cmelendez/api/core/bitstreams/df22e0ed-451a-4c76-b441-fa3b51df0c29/content 

Martínez Martínez, Jorge. 2009.  Legado y trascendencia de las ideas evolutivas de Charles Darwin.  Investigación y Ciencia, vol. 17, núm. 45,  pp. 30-33. Disponible en: https://www.redalyc.org/pdf/674/67412188005.pdf 

Zavala Núñez A.  2009.  Darwin y su importancia en la consolidación del pensamiento científico. Entrevista con la Dra. Ana Barahona Echeverría I nvestigadora y profesora del departamento de biología evolutiva de la facultad de ciencias de la UNAM.  Revista Digital Universitaria. Volumen 10 Número 6. Disponible en:
https://www.revista.unam.mx/vol.10/num6/art36/art36.pdf 

Jahrund

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viernes, 29 de diciembre de 2023

El Chupacabras


En marzo de 1995 en un municipio ubicado hacia el centro de la isla de Puerto Rico llamado Orocovis, fueron encontradas muertas ocho ovejas y también dos vacas que presentaban una serie de extrañas mordeduras en el cuello y en las patas. Los investigadores de la policía atribuyeron las muertes al ataque de perros sin dueño; sin embargo, ya desde ese momento iniciaba el mito, pues algunos vecinos no dudaron en atribuir estos ataques a seres extraterrestres. En agosto de ese mismo año, en el municipio de Canóvanas ubicado hacia el noreste de Puerto Rico, se reportó la matanza de unas 150 ovejas, todas ellas con la sangre drenada. Los campesinos sostenían que la sangre había salido por dos orificios practicados por un animal desconocido, de comportamiento similar al de un vampiro, esto a pesar de que la División de Veterinaria del Departamento de Agricultura de Puerto Rico declaró que las muertes no eran nada extraordinario sino más bien estaban relacionadas a traumatismos, a mordeduras e infecciones. 

Sin embargo, hubo una testigo, la señora Madelyne Tolentino pudo ver al supuesto responsable de las muertes y lo describió como un animal bípedo, de aproximadamente metro y medio de altura, de color gris, con brazos y piernas delgados, además uñas muy largas y una notoria fila de estructura tipo espina o plumas en la espalda.   En la época inmediata anterior a internet, este avistamiento se hizo viral a través de la televisión local, y a partir de allí los ataques y avistamientos aumentaron por toda la isla de Puerto Rico. De la misma manera las descripciones fueron más variadas, describiendo bestias con ojos rojos y olores particulares, animales bípedos de cabeza ovalada y grandes ojos, canguros alados, antropoides en forma de gorila y cuadrúpedos con aspecto de coyote con grandes colmillos, orejas puntiagudas y ojos rojos. De esta manera los campesinos puertorriqueños comenzaron a llamar a esta extraña criatura el Chupacabras un ente extraño que succionaba la sangre de las cabras y ovejas. Nacía de esta forma el último mito del Milenio y el primer monstruo de la Internet.

En 1996, los avistamientos del Chupacabras se extendieron hacia afuera de la isla, de forma que empezaron a darse reportes de avistamientos provienen en América del Norte como México y en América Central y América del Sur, especialmente en países como Costa Rica, Bolivia, Ecuador, Argentina, Brasil, Puerto Rico, República Dominicana, Honduras, Nicaragua, Colombia, Guatemala, El Salvador, Perú, Chile, Uruguay, Venezuela, Paraguay y algunas zonas del Sur de Estados Unidos.  Pero también se han reportado supuestos avistamientos en lugares tan lejanos como Bulgaria, Rusia, China y Filipinas.

Lo que la ciencia no pudo explicar, lo suplió la imaginación, de manera que con cada nueva aparición del Chupacabras, se iban tejiendo nuevas especulaciones e hipótesis. En una línea parcialmente cientí­fica se trata de un animal, probablemente resultado de una mutación natural, un engendro producto de la contaminación o el repugnante resultado de un experimento cientí­fico secreto.  También hay quienes piensan que se trata de un animal prehistórico, el cual sobrevive hasta nuestros dí­as. Otros atribuyen las extrañas muertes a grupos satánicos que efectuaban rituales sangrientos. Terceros van más allá y dicen que el Chupacabras es el demonio mismo e incluso señalan que deja un olor a azufre a su paso.  Pero también están quienes lo asocian con extraterrestre, sobre lo cual hay dos versiones: una, que la criatura es en sí­ misma aliení­gena, y otra que fue creada por una raza de extraterrestres para procurarse sustento en la Tierra. Se alega en este sentido que el sistema digestivo de los seres de otros mundos no permiten el paso de alimentos sólidos. Los más entusiastas de esta teorí­a dicen que el Chupacabras ha hecho acto de presencia en lugares donde se han visto ovnis.  Otro grupo de personas reducen al Chupacabras a la condición de un invento popular, el cual fue avivado en su momento por la propia prensa.

En el primitivo internet el Chupacabras encontró una perfecta caja de resonancia, impulsada además por los fanáticos de los objetos voladores no identificados y por los creyentes en teorías de conspiración, de manera que hacia principios de la década del 2000, hizo su aparición un chupacabras diferente, una nueva versión que se parecía menos a un extraterrestre, un animal sin pelo en la piel, que se desplazaba en cuatro patas, este  cambio de apariencia no hizo perder la credibilidad de los avistamientos, por cuanto había testigos que reportaban haberlo visto y, por supuesto, ya para este entonces aparecían diversos cuerpos de criaturas extrañas que había sido encontradas o cazadas.  

Existen algunas leyendas urbanas que logran cautivar a sociedades enteras durante décadas y siglos, mitos con la capacidad de trascender fronteras y generaciones en diferentes partes del mundo. Misterios que nacen en pequeños y remotos poblados que tienen la capacidad de alcanzar la cultura popular, como el caso del escurridizo chupacabras, una criatura con la capacidad de beber la sangre de animales, en nuestro capítulo de hoy profundizaremos en las evidencias sobre su existencia para intentar desentrañar el misterio que lo rodea.

En nuestro viaje de hoy vamos a seguir la pista de este elusivo animal y analizar las evidencias de su existencia a la luz de la Biología moderna, con la finalidad de definir de una vez por todas si es un ente real o se trata de una leyenda urbana.

Música del capítulo

Saurom – La Llorona ( instrumental )
Mathias Fritsche - This is Halloween - EPIC VERSION
40Nix - Merry Christmas - Carol of the Bells - NES 8-bit Remix
Halocene - Carol of the Bells – feat Daria Zaritskaya 

Video
Joe Palermo - Chupacabras! The Legend Begins Full Movie

Enlaces

Ardanuy, Jordi. «EL 'CHUPACABRAS': ¿UN ALIENÍGENA?». Papers d'ovnis www.ctv.es/USERS/netcei/Papers33/ PAP33A, n.º 33-34 (31 de octubre de 1996): 264-67. 

Cano, E. y G. Palomo. 2017. La verdadera identidad del chupacabras: La importancia de las Colecciones de Historia Natural en la desarticulación de los mitos modernos. Revista Universidad del Valle de Guatemala 34:50-57. Disponible en:


El Tiempo.  8-12-95.  A LA CAZA DEL CHUPACABRAS.  Disponible en: https://www.eltiempo.com/archivo/documento/MAM-476875 

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RADFORD B.  2011. Slaying the Vampire. Solving the Chupacabra Mystery. Skeptical Inquirer.  Vol. 35 N. 3.  P: 45-48. Disponible en:

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Ross-Flanigan N.  2010.  Scary chupacabras monster is as much victim as villain.  Disponible en:

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Scheffer, Karin Corrêa, de Barros, Rodrigo Fernandes, Iamamoto, Keila, Mori, Enio, Asano, Karen Miyuki, Achkar, Samira M., Estevez García, Andrea Isabel, Lima, Jonas Yoshitaka de Oliveira, & Fahl, Willian de Oliveira. (2015). Diphylla ecaudata y Diaemus youngi: Biología y comportamiento. Acta zoológica mexicana, 31(3), 436-445.  Disponible en: 

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viernes, 8 de diciembre de 2023

Biografia de la Respiracion Celular

 

Probablemente las siglas ATP, que definen a una molécula química llamada Trifosfato de adenosina, resultan conocidas para la mayoría de las personas. Probablemente también las conexiones entre neuronas que se despiertan con esa palabra llevarán al escucha a recordar que este ATP, está relacionado con el metabolismo, y en algunos casos, relacionado con la transferencia de energía que ocurre en los sistemas biológicos, que forman parte esencial de los seres vivos.  El ATP, podría compararse con un tipo de moneda de cambio universal cuando nos referimos a la energía que necesitan cada una de las células para funcionar.  En efecto las células funcionan generando moléculas de ATP, que acumulan energía en forma de enlaces químicos a partir de la transformación metabólica de los alimentos que se consumimos, de manera que posteriormente, cuando la célula necesita realizar una función específica, se rompen estos enlaces en las moléculas de ATP para liberar la energía contenida en ellos, y así permitir que ocurran las distintas reacciones químicas necesarias para realizar sus propósitos, a esto es a lo que se le conoce como Metabolismo.

Sin embargo una definición alterna de la palabra metabolismo, consiste en asumirla como que a través de estas secuencias de reacciones químicas, llamadas en Biología, rutas metabólicas, la naturaleza encontró una manera en la cual, puede fluir la energía, a través de los sistemas biológicos, es decir, los seres vivos.  

Cada especie podría considerarse como una vía diferente que ha encontrado la naturaleza para que ocurra este flujo.  Es decir que las distintas especies, se constituyen como estrategias del universo para que fluya la energía y se distribuya en un sistema.  El proceso de la evolución a lo largo del tiempo ha logrado que a su vez algunos grupos de seres vivos desarrollen de manera particular otras vías alternas, o procesos metabólicos que resultan propios y que se constituyen también como formas alternas para que ocurra este flujo de energía.   De esta manera el metabolismo, se puede entender como un manera que tiene la vida y concretamente cada grupo de seres vivos para permitir el flujo de la energía  y la materia, que según la Teoría de la Relatividad propuesta en 1916 por Albert Einstein son dos formas alternas de esencialmente lo mismo.

A pesar de lo anterior, dentro del metabolismo se pueden definir algunos procesos que resultan universales para la vida, es decir que todos los seres vivos, a pesar de las diferencias, tienen en mismo esquema básico de funcionamiento, la vida se desarrolla a partir de formas antiguas y eficientes de transformar la materia y la energía, y ese legado se comparte hoy por muchos tipos de seres vivos, uno de estos procesos, es la transformación de las moléculas de glucosa en energía, siendo este proceso diferenciado por la presencia del oxígeno, en caso de que haya oxígeno, el proceso bioquímico se conoce como Respiración Celular, en caso de ausencia de oxígeno, al proceso se le conoce como Fermentación.

El proceso de oxidación de la glucosa, ocurre en varias etapas y en diferentes contextos, sin embargo de manera general esta sustancia química se constituye como el mecanismo primario de obtención de energía que llevan a cabo todos los seres vivos.  Entender los distintos tipos de Fermentación como el proceso de la Respiración Celular, resulta de vital importancia en los profesionales del área de la Salud, dado que alteraciones en estos procesos pueden llevar a la aparición de lesiones en atletas, o al desarrollo de condiciones patológicas como la Diabetes, Infartos, algunos tipos de Cáncer, alteraciones de la Bioenergética muscular, algunas enfermedades del sistema nervioso, entre otros. 

Si bien catabolismo de la glucosa, forma parte de los contenidos de los cursos de Biología, Bioquímica y Fisiología entre otros, el contexto en el cual se dan los descubrimientos que permitieron entender el proceso así como su línea temporal, está poco definidos en la mayoría de los textos, y este tipo de información resulta necesaria para entender el contexto en el cual se dieron esos descubrimientos, contexto que resulta de importancia a su vez para la integración de estos conocimientos en la aplicación concreta de los mismos.

Aquellos que nos dedicamos a la Educación y a la Divulgación de la ciencia, entendemos la importancia que tiene la investigación sobre la evolución de los conceptos científicos y los acontecimientos que permitieron ir mejorando las explicaciones de los procesos que describe la ciencia, esto con la finalidad de ayudar a identificar aspectos y temas que se constituyen como obstáculos y proporciona herramientas valiosas para el diseño de nuevas formas de pensamiento. Uno de los campos del conocimiento más importantes, para entender cómo funcionan los seres vivos, es la respiración. Sin embargo, su comprensión es difícil debido a las abstracciones que con lleva, a las representaciones que se tienen de ella al gran número de procesos que involucra y a las dificultades propias del proceso de enseñanza aprendizaje. El proceso que llevó a entender el metabolismo oxidativo de la glucosa, fue difícil, pero permitió el desarrollo de tecnologías, la integración de métodos de observación, la deducción científica, el desarrollo gradual de ideas, ideas que se modifican a la luz de la evidencia y que terminó por otorgar múltiples premios Nobel a muchos de los científicos que a lo largo del tiempo fueron parte de la historia que vamos a revisar el día de hoy.

En nuestro viaje de hoy haremos un recorrido por la historia, tratando de abarcar secuencialmente los acontecimientos que permitieron al ser humano entender como ocurre este proceso de transformación de la glucosa en energía, ya que su entendimiento resulta de vital importancia en la formación y ejercicio profesional de muchos tipos de profesionales en el campo de la salud, para desarrollar capacidades a nivel cognitivo en los profesionales, pero también por las implicaciones que las alteraciones del metabolismo tienen en procesos patológicos, pero que también tiene influencia en otros campos como por ejemplo la industria y la evolución.

Música del capítulo

Lorne Balfe - Hans Zimmer - Genius - National Geographic Original Series Soundtrack

Supersillyus Music - Lorne Balfe - Genius Main Theme (Rearranged) 

Gilles Nuytens  - Steve Jablonsky - Transformers - Autobots Theme [Extended]

8 Bit Universe - Thriller (8 Bit Remix Cover Version) 

Dirty Loops & Cory Wong - Thriller 


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domingo, 5 de noviembre de 2023

Explicando el concepto de Eva Mitocondrial

Según se narra en la Biblia, Eva fue la primera mujer de la historia y, junto con su compañero Adán, dio origen a toda la humanidad. Desde hace unos años la ciencia ha tomado ese mismo nombre con la finalidad de describir el fenómeno evolutivo que dio origen a nuestro linaje moderno y que sucede gracias a un fenómeno poco conocido por el público, y que ocurre gracias al material genético llevan adentro todas nuestras células, el fenómeno de la herencia mitocondrial.   

Esta Eva científica, mejor conocida como Eva mitocondrial, habría vivido hace 150.000 a 200.000 años en la región que hoy conocemos como Zimbabue y Botsuana, en el sur de África.  Esta Eva, no fue la primera mujer de la historia, probablemente se trata de un pequeño grupo de mujeres que existió en ese entonces, en ese sitio y que debido a una serie de factores, un pequeño trozo de su ADN aparece en todas las generaciones de seres humanos a partir de entonces.  Pero para entender los detalles esta historia, es necesario dar unos paso atrás y conocer una serie de procesos y detalles que ocurren en una organela muy peculiar e importante en nuestras células, las mitocondrias.

La mitocondria se encarga en nuestras células de varios procesos importantes, entre ellos, la producción de energía ya que esta organela es la encargada de convertir los distintos tipos de alimentos en moléculas de ATP, una especie de “moneda común y universal” de energía que utilizan las células para funcionar, pero también se relaciona con otras funciones importantes como la síntesis de ácidos grasos, la termoregulación, la concentración de calcio intracelular, la síntesis de esteroides, el desarrollo neuronal, la regulación del metabolismo celular, entre otros.  

Las mitocondrias, poseen en el interior de su matriz una molécula de  ADN de forma circular llamada ADN mitocondrial que posee un total de 16569​ pares de bases que codifican un total de 37 genes, que corresponden a dos unidades de ARNr, 22 unidades de ARNt y de 13 a 14 subunidades de proteínas.  Cada mitocondria humana contiene, en promedio, aproximadamente 5 de estas moléculas de ADN mitocondrial, cada célula humana contiene aproximadamente 100 mitocondrias, lo que da un número total de 500 moléculas de ADN mitocondrial por cada célula humana.  En los humanos, el ADN mitocondrial se hereda principalmente vía materna y se transmite independientemente del ADN nuclear.  Por lo tanto, la herencia mitocondrial no se comporta como los rasgos mendelianos, ya que en esta se supone que la mitad del material genético del cigoto deriva de cada progenitor.

En el caso del material genético del núcleo, las dotaciones del padre y de la madre se mezlan y se produce el fenómeno conocido como la recombinación, es decir, un intercambio de elementos entre ambas dotaciones, cuando éstos pasan a las generaciones sucesivas. En el caso de las mitocondrias no sucede lo mismo, ya que el ADN mitocondrial se comporta como un segmento genéricamente rígido, y todos los genes que lo forman son transmitidos como un bloque único a las generaciones sucesivas. Esto permite elaborar un árbol genealógico de los individuos, este árbol genealógico puede ir tan atrás como queramos y es así que se puede inferir el árbol genealógico de nuestra especie, el linaje humano.

El ADN mitocondrial (ADNmt),  presenta ciertas características que lo hacen especialmente útil para estudios de identificación y evolución molecular, por ejemplo presenta alto número de copias en cada individuo, dado el alto número de mitocondrias por célula y el número de copias de este ADNmt dentro de las misma, lo cual significa que este tipo de ADN es mucho más sencillo de obtener que el ADN nuclear, tema que se ve también favorecido por el patrón de herencia que es principalmente por vía materna, además el ADNmt, además presenta numerosos polimorfismos y una rápida tasa de evolución, con una tasa de mutación entre 5 a 10 veces mayor que el ADN nuclear. 

Esta característica hace del ADNmt una herramienta muy útil para el análisis con fines de identificación y también para el estudio del proceso evolutivo. La fácil aparición de mutaciones y la fijación de éstas produce hipervariabilidad en la población humana, lo cual se puede aprovechar para realizar la caracterización genética y las relaciones evolutivas entre diferentes poblaciones humanas, tanto actuales como antiguas, así como las relaciones con otros primates, y en diversos fósiles del género Homo, lo que ha permitido que en las últimas décadas, se entiendan mejor algunas cuestiones centrales de la evolución humana. 

El ADNmt destaca como uno de los sistemas más utilizados en la caracterización genética de las poblaciones humanas, habiendo sido aplicado como herramienta filogenética. También es una herramienta muy utilizada en la caracterización genética e inferencia del origen e historia demográfica de numerosas poblaciones antiguas y modernas de los diferentes continentes, hecho que en su momento fue utilizado.  

En el año 1987 y desde entonces, con la publicación de un artículo titulado “Mitochondrial DNA and human evolution”, el equipo encabezado por la bióloga estadounidense Rebecca Cann, permitió que la genética tomara un rol importante y protagónico en la comprensión de la evolución humana en los últimos dos millones de años. En este artículo, se presentaba un estudio basado en 147 muestras de ADNmt humano de cinco regiones geográficas en todo el mundo. Con estas secuencias de ADN, el equipo pudo generar inicialmente un árbol filogenético resultante de 133 haplotipos mitocondriales, el cual aunque era incorrecto, abrió la puerta para poder entender el cómo tratar de responder a una de las preguntas que probablemente mas tiempo lleva en el imaginario colectivo de nuestro linaje, de donde venimos

En nuestro viaje de hoy veremos los fundamentos del análisis genético de las secuencias de ADN mitocondrial, y como estos se constituyen en la base de una hipótesis que plantea el origen africano del linaje humano moderno, y nos permitirá entender lo que hay detrás de estas ideas, así como la evidencia que la soporta, para tratar de comprender mejor quienes somos...

Música del capítulo

Epic Music World - Sigurd Jøhnk-Jensen - When All Hope Is Lost - "The Nuclear War"  
Epic Music World - Phoenix Music & Shaheen Fahmy - THE HERO "From Ash To Fire"
The Beaverhouse – Journey - Separate Ways (Worlds Apart) 8 bits
First to eleven – Separate Ways (Worlds Apart)

Redes sociales First to eleven 

https://www.youtube.com/@FirstToEleven

https://open.spotify.com/intl-es/artist/3Cpk1xlScqbYhmv5EqoI4Y 

Enlaces


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