Rajoy se convierte en abanderado de la energía nuclear y afirma que los temores sobre Fukushima son infundados

“Poderoso caballero es Don dinero” dice una conocida frase popular. Nuestro presidente Martiano Rajoy parece conocerla y hacerle caso. En su visita a Japón a visita la ciudad de Fukushima  (por supuesto no la central nuclear) situada a unos 60 kilómetros de la zona contaminada y alejada del mar. En una visita de menos de […]

Los virus, un cruce de caminos entre evolución, biotecnología, biología molecular y ecología

Dogma central de la biología molecular inicial
Tomado de UCM Genética
Dogma central de la biología molecular revisado
Tomado de UCM Genética

Tras muchos años de investigación y discusión aún no hemos decidido si los virus son organismos vivos o no. Pero sí estamos de acuerdo en una cosa: si son vida, no son vida autónoma. Dependen de células para ejecutar el dogma central de la biología molecular. Y, con él, las funciones vitales de reproducción (fabricar nuevo ADN viral), nutrición (incorporar elementos a su estructura) y evolución (experimentar cambios en su material hereditario que se traduzcan en reproducción diferencial). En cambio, para la función de relación siempre son autónomos. Puesto que poseen proteínas mediante cuyas formas reconocerán a sus dianas.

Así, el virus encuentra en la célula un entorno favorable para su forma de vivir. Posee energía, sustancias a partir de las cuales obtener las suyas propias, maquinaria celular que podrá poner a su servicio. Un virus, si está vivo, solo lo está dentro de una célula. Nunca fuera de ella.

Quizá haya que pensar en los virus como seres vivos que saltan la frontera de la vida en ambos sentidos, hacia un lado y hacia otro.

Pero no solo saltando y ya está. Por que usan de modos distintos y diversos el dogma central de la biología molecular. Sí, esa expresión que suena rara, pero que solo quiere describir cómo pasa la información de unas moléculas a otras. Eso que parecía tan sencillo cuando mirábamos a las células, pero que se complica enormemente al añadir a los virus.

Y pueden hacer todo esto de dos formas. Una, de un modo destructivo para la célula. Replicándose masivamente. Con lo cual se convierten en causa de enfermedad y muerte para los organismos. O no. O también pueden integrarse en ella. Replicándose pausadamente. Y también replicándose cuando la célula lo hace. Y, de ese modo, en ocasiones, conferirle propiedades nuevas, cambiar a la propia célula. Porque los virus, al replicarse, pueden arrastrar genes consigo. Genes que pasan de un organismo a otro. Genes que enriquecen las respuestas que puede dar la célula infectada pero también su patrimonio hereditario. Es lo que se denomina herencia horizontal, independiente de la reproducción. Aún hoy discutimos qué papel ha jugado y juega en la evolución.

Es cierto que todos los virus pueden comportarse de modo destructivo. Y también es cierto que no todos pueden comportarse de manera integrada.

Esas capacidades extraordinarias de los virus hacen que podamos considerarlos herramientas biotecnológicas. Capaces de portar un gen que les hayamos confiado hacia el interior del genoma de un ser vivo elegido por nosotros. Son una de nuestras armas más potentes para transformar a los seres vivos que deseemos transformar en nuestro beneficio. Incluidos nosotros. Comprender y dominar los virus, domesticarlos, puede significar adquirir un poder inmenso para manipular la biosfera. Otra cuestión es cómo usar bien ese poder…

Se calcula que el número de virus excede al de células en un factor de 10. Si fueran vida, si los consideráramos así, serían, con mucho, la forma más abundante de vida del planeta. Y ninguna célula está a salvo de ellos. Ninguna. Que sepamos.

Por tanto, si son vida, deben ser una forma de vida evolucionada a partir de lo que consideramos “vida normal”. Porque sin células no puede haber virus.

Filosofía de célula, virus y viroides

Es complicado definir vida. Por la sencilla razón de que es un fenómeno evolutivo. Es decir, no es un estado estacionario. La vida misma ha concretado algunas de sus características desde su origen. Incluso ha adquirido algunas que consideramos hoy como algo esencial, consustancial a la vida. Pero que no las tenía al principio.

Para resolver la cuestión podemos recurrir a dos enfoques. Uno inclusivo, que trate de recoger todo lo que sea vida. Es un enfoque maximalista. Otro restrictivo. Que busca qué es lo mínimo que comparten todas las formas de vida. Incluso las más extremas, las que están en la frontera, las que dudamos en incluirlas dentro de lo vivo, como virus y viroides. Este es más bien minimalista. Sea cual sea el enfoque, en ambos casos hay que ir a las raíces, al origen de la vida. Para comprender qué tenía entonces, y definirla así (restrictivo) o para recoger toda la variedad que ha desarrollado desde entonces (inclusivo).

Hoy, tras haber leído un artículo de opinión de Edward Trifonov, me centro en el enfoque restrictivo. Gracias a él podemos llegar a una idea: la de información almacenada en moléculas, capaz de autoreplicarse fielmente, pero no exactamente, y de crear un entorno favorable a ese proceso; o de aprovecharlo si lo encuentra.

Viroide
Tomado de Cronodon.com

Esa definición altera la idea que tenemos de célula. Porque la célula ya no sería la vida, sino ese entorno favorecedor. Un entorno que la vida crea porque contiene las instrucciones para ello. O también un entorno que la vida aprovecha cuando lo encuentra. Y así incluimos virus y viroides como formas de vida. Porque sabrían usar entornos ya creados, aunque no sean propios. Tendrían por tanto dos modalidades: vida y vida a la espera de ser vida.

Con este concepto la vida baja a un nivel molecular. Y no sale de ahí. Y todo lo demás su hábitat. La vida no sería, entonces, un fenómeno celular. La célula dejaría de ser la unidad mínima de vida para cederle el trono a una molécula capaz de autorreplicarse al encontrar un entorno favorable para ello. Y capaz de pervivir mientras lo encuentra y no lo encuentra.

¿Y tú y yo? ¿Qué seríamos tú y yo? Seríamos portadores de vida. Pero no seríamos vida. Seríamos su producto, su entorno, su hábitat.

Bueno, como puedes comprobar, todo esto es modos de mirar. Uno de entre varios posibles. Ni siquiera uno que me convenza plenamente porque yo me inclino por entender la vida como una propiedad emergente, algo que ninguno de sus elementos tiene pero que aparece cuando se juntan todos. Algo que posee el conjunto pero no las partes. Igual que las ruedas de un coche o su volante no tienen la propiedad “ir a alguna parte” a no ser que se organicen con todos los elementos necesarios.

Pero me ha interesado mirar así. Me gusta contemplar las cosas desde varios ángulos. Me amplía. De hecho, admito que tiene mucho sentido desde el punto de vista de la biología molecular.

Pero, ¿sabes que te digo? Que sea yo un ser vivo o un mero portador, me voy. A tomar un café. Ahora mismo… :P

Vida…artificial

Como hemos visto hasta ahora definir vida o lo vivo es muy difícil  y si a esto le agregamos el concepto de "vida artificial" esto se vuelve un poco más complicado.

A continuación deberás leer 5 artículos; no te llevas más de 30 minutos; sobre la vida artificial y el trabajo de científicos norteamericanos.

La evaluación de esta actividad se dará en el 1er examen parcial.

1. A un paso de la vida artificial

2. Bacterias sintéticas

3. Vida artificial cada vez más cerca

4. La vida en "Software"

5. Científicos en E.U. anuncian la creación de la primera vida artificial


Después de leer los artículos tendrás la  información para formarte un criterio con respecto a lo positivo y lo negativo de la vida artificial.

Imagen tomada de EL País




Continuamos con la pregunta ¿Qué es la vida?

Video del programa español REDES de Eduardo Punset del 2011 donde trata de explicar ¿Qué es la vida?, muy interesante para tener infomación y dar uno su, propia, respuesta.


Si lo ves muy pequeño puedes dar click aquí para ver el enlace original

¿Qué es la vida?

Eduardo Punset, excelente, divulgador de la ciencia español, conductor del programa REDES, nos da su explicación a una pregunta que todavía no tiene respuesta desde la ciencia.



Después de haber visto el video, reflexiona sobre TU idea de ¿Qué es la vida para ti? claro, desde el punto de vista científico.


Puertas en las membranas

En “Qué es la vida (más o menos)” te indicaba que para poder existir, los seres vivos necesitamos estar en desequilibrio. Y que eso lo logramos con algún tipo de límite entre dentro y fuera. En “Vivir es cuestión de fuera y dentro” te contaba cómo los seres vivos aprovechamos la energía del Sol (o la energía de los que aprovechan la energía del Sol; expresión muy compleja que quiere decir solamente que me como una lechuga o una naranja). En “Los grandes inventos eucariotas: el tabique y el retraso” te decía cómo las células eucariotas (las nuestras) habían aprendido a dividir su interior en partes y así evitar el equilibrio (que es la muerte) al menos el rato suficiente hasta que llegue la comida y podamos volver a generar desequilibrio.

Pero las barreras no son buenas. Evitan que las cosas salgan, sí. Y eso está bien si es comida. Pero está mal si es un desecho. Y también evitan que las cosas entren. Y eso está bien si son venenos, pero es una pena si es comida.

¿Con qué logran los seres vivos todo ese tejemaneje de pasar lo que quieren a un lado, y mantenerlo allí, concentrado, mientras impiden que otras cosas lo hagan? ¿Cómo logran los seres vivos tener mucho de algo y poco de otro algo dentro, y viceversa fuera?

Con transportadores de membrana. Pero no cualquier transportador: específicos.

Un transportador de membrana no es sino una molécula biológica que tiene dos requisitos: tiene dos modos de funcionamiento, abierto y cerrado; y tiene forma (para que solo pueda pasar a su través una molécula que encaje, y no todas las demás). Las proteínas cumplen ambos requisitos.

Te dejo una simulación de la Universidad de Colorado en Boulder para que pruebes lo que ocurre cuando añades moléculas a un lado y a otro, cuando añades transportadores de membrana de un tipo y de otro, cuando esos transportadores están siempre abiertos o cuando pueden estar abiertos y cerrados. Te dejo decidir si vas a añadir una cantidad de una sustancia al principio y ya está, o vas a ir poniéndola cada cierto tiempo. Te dejo decidir qué sustancia es comida y cuál es desecho, y qué parte es dentro y cuál es fuera. Juega y obtén tus conclusiones. Y si quieres, deja tu comentario para quien quiera pasar por aquí.

Si te digo que este simulador le falta algo que sí hacemos los seres vivos. Transformar sustancias. Una vez que algo ha entrado, y nos interesa, lo cambiamos y así no puede salir y se acumula dentro. Es nuestro truco y es más sencillo de lo que parece (imagina que lo verde, una vez que entra, se convierte en amarillo; y ya no puede salir, porque no es verde y no cabe por las puertas verdes). Pero eso te lo cuento otro día.

Niveles de organización

Para mi gusto, una de las idea más poderosa de la biología. Pero para los alumnos, por mi experiencia, es poco relevante. En el fondo, siempre me ha dado la sensación de que hablando de esto no logro captar su atención. A ver si escribiendo…

Un nivel de organización, en el fondo, es una cosa muy sencilla. Basta con definir cuál es elemento básico. Una comparación me podrá ayudar. Podemos entender el fútbol fijándonos en el jugador. Qué hace, cómo entrena, cuáles son sus habilidadades. Podemos entender el fútbol fijándonos en el equipo. Cómo se organiza en el campo, qué jugadas entrena, qué jerarquía hay en él entre sus componentes. O podemos fijarnos en la liga. Qué equipos están picados entre sí, qué posición ocupan, qué aspiraciones tiene. O en una liga de ligas. O en jugadores de un país.

Tomada de flickr.com/photos/marcorecuero/2194702437/

En fin, que en el ejemplo hemos definido varios elementos básicos. Si nos fijamos en uno, estamos en un nivel de organización. Si nos fijamos en otro, estamos en otro nvel de organización. ¿Cómo se pasa de un nivel a otro? Juntando elementos básicos para formar otros elementos básicos. Juntando jugadores formo equipos, juntando equipos formo ligas, etc. Es como una muñeca rusa, que tiene dentro otra y está dentro de otra.

En realidad, todo en el Universo sigue esa pauta. Todo el Universo es un gigantesco conjunto de muñecas rusas. Vamos a ir abriéndolo, pero empezando de lo más pequeño, de lo más básico. Y vamos a juntarlo para formar algo nuevo, una muñeca rusa mayor, que luego meteremos en otra. Y así.

El primer nivel de organización de la materia, la muñeca rusa más pequeña, está constituido por las partículas subatómicas, tales como protones, electrones, etc. (es mentira, porque los protones y los neutrones tienen partes, pero como si fuera verdad, porque esas partes no se separan entre sí en las circunstancias de la vida normal). Estas unidades se encuentran organizadas en un nivel superior o nivel atómico. Es decir, se juntan y forman una unidad nueva, el átomo. Y los átomos se unen formando moléculas. Esa es otra unidad básica de un nivel de organización mayor, de otra muñeca rusa.

Hasta ahora tenemos partículas subatómicas, átomos y moléculas. ¿Por qué existen los átomos? Pues porque pueden. Porque en las condiciones que se dan en el mundo son posibles. Un átomo es una consecuencia de las partículas subatómicas, de sus propiedades, de la forma en que se influyen entre sí. Pero también de cómo es el Universo en el que están, de cuál es la temperatura, la presión, la densidad, etc.

¿Y las moléculas? Pues lo mismo. Existen porque son posibles. Y son posibles porque unos átomos pueden relacionarse con otros en muy diversos contextos.

Existen sólo unas pocas partículas subatómicas, pero se pueden combinar de varias maneras. Por eso existen más átomos que partículas subatómicas. ¿Y moléculas? Pues muchas más que átomos, porque se pueden combinar de muchos modos. ¿Por qué tantas? Por lo mismo, porque son posibles. Son más abundantes las que son más posibles. Pero si cambio las condiciones, las que antes eran abundantes ahora son sustituidas por otras, más posibles. Así, hay muchas moléculas porque hay muchos átomos que se combinan de muchas maneras en muchos contextos.

Tomado de dread.demon.nl/2005.html

Conocer un nivel de organización es responder a cuatro preguntas: quién, con quién, dónde, cuándo. El elemento básico, las relaciones entre ellos y las condiciones bajo las que suceden. Es decir, que las propiedades de los elementos son importantes, pero también el contexto, las propiedades del lugar y del momento en el que se encuentran los elementos básicos. Sean partículas, átomos o moléculas.

La unión de elementos es algo fundamental en los niveles de organización. Pero también que, al aparecer elemento nuevos, se crean propiedades nuevas. El mundo es mucho más que electrones y protones. Esas propiedades nuevas que aparecen, acompañando a los elementos nuevos, se llaman propiedades emergentes.

Si seguimos con la lógica de las muñecas rusas, las moléculas pueden unirse entre sí. Formando macromoléculas que, agrupadas y organizadas, constituyen el siguiente nivel de organización, el de los complejos moleculares. ¿Adivinas? Pues se agrupan en otro nivel superior, el de orgánulos celulares, que se integran a su vez en un nivel superior o nivel celular. Aquí aparece por primera vez una propiedad emergente, en la célula, que sus elementos no tienen por separado. Esa propiedad emergente recibe el nombre de vida. Hasta aquí, todos los sistemas enumerados carecen de vida. A partir de aquí, todos los sistemas enumerados cuentan con ella.

¿Por qué surge la vida? Porque puede. Porque es posible. Porque hay elementos que interaccionan de una manera concreta en un contexto apropiado. Si surge la vida es porque es posible en este Universo. Probablemente en más de un sitio, ya que el Universo es lo suficientemente grande como para que el contexto que ha dado lugar a la vida se repita, exista en más de un sitio.

Y la vida no se detiene ahí. Agrupa células en una nueva muñeca rusa y hace aparecer nuevos conjuntos. Porque puede hacerlo bajo unas ciertas condiciones. Los conjuntos de células constituyen el nivel de organización llamado tejido. Éstos a su vez se integran formando órganos que se agrupan en sistemas de órganos o aparatos, cuyo conjunto constituye el organismo.

La organización de la materia viva no acaba aquí, puesto que en la naturaleza no encontramos seres vivos aislados. El primer nivel de organización situado por encima del individuo es la población, que podemos definir como aquel conjunto de individuos pertenecientes a la misma especie que habitan un área determinada. Las poblaciones son entidades reales que tienen su propia organización, y no meras yuxtaposiciones, meras sumas, de individuos independientes. Por esta razón, las poblaciones realizan sus funciones como un todo, renovando sus individuos de la misma manera que un organismo puede renovar sus células, sin que por ello se destruya su identidad. Todos los miembros de una población comparten las mismas fuentes de alimento y el mismo territorio y se reproducen entre sí con mayor o menor preferencia, formando de este modo una unidad biológica coherente.

Sin embargo, una población mantiene también interacciones con otras, dando lugar a otro nivel biológico superior, la comunidad o biocenosis; que podemos considerar como un conjunto de poblaciones mutuamente acopladas, que habitan un área natural.

Podemos considerar aún, un último nivel de organización, el ecosistema, integrado por un bitopo o espacio físico de características ambientales uniformes, y una comunidad que lo ocupa. El resultado final es el desarrollo de una capa sobre la superficie del planeta, denominada biosfera, donde se da el fenómeno de la vida, y que funciona como un todo integrado.

Tomado de flickr.com/photos/nantel/3248244981/meta/

¿Con esto se agotan los niveles de organización? Quién sabe. Podemos habernos saltado alguno por alto. Puede que si miramos las células de otro modo encontremos que hay en ellas partes en las que no habíamos caído, en las que no nos habíamos fijado, a pesar de que supiéramos que estaban ahí. Quizá nos falte mucho por conocer.

Tener todas las piezas no es tener el puzzle hecho. Aquí está la frontera de la biología. Conocemos las partes que forman un ser vivo, pero no estamos seguros de saber para qué sirven, o con quién funcionan, y qué propiedades crean. Pongo una pregunta como ejemplo. ¿Depende la evolución de moléculas, de individuos, de poblaciones, de tejidos? ¿Cuál es la influencia de los órganos en la evolución? ¿El cáncer es un problema celular, molecular, de tejidos, de órganos o de ecosistemas? Mucho de lo que no entendemos queda más claro cuando lo contemplamos en conjunto, rodeado de lo que existe en su entorno, que cuando se analiza en un tubo de ensayo.

El Universo no son sólo electrones. O protones o neutrones o átomos.

El Universo es todo eso y las interacciones. Y los contextos. Las condiciones en las que suceden las interacciones. Cada tipo de elemento y cada tipo de interacciones es un nivel de organización. Y no sabemos si los conocemos todos.