Cortar y pegar genes



Fue considerada el avance científico del año por la revista Science y motivó una cumbre en Washington para discutir los aspectos éticos de su aplicación en humanos; la llaman Crispr-Cas9

 


"Este es un ejemplo de cómo la investigación básica y aplicada se nutren mutuamente -explica Marcelo Rubinstein, investigador del Instituto de Genética y Biología Molecular (Ingebi), del Conicet, y profesor de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA-. Científicos de una empresa láctea francesa estaban interesados en estudiar cómo evitar que las bacterias lácticas utilizadas en la fabricación de yogur no se murieran por virus (bacteriófagos, o "fagos", a secas), lo que a veces obligaba a tirar hectolitros de producto. Descubrieron que había bacterias que tenían mecanismos naturales de inmunidad: cortaban una partecita del genoma viral y lo metían en su propio genoma, de manera que las «hijas» nacían con inmunidad contra esos virus. Los neutralizaban identificando una zona particular del genoma y cortando el ADN con una enzima. Después, se dieron cuenta de que podían trasladar a otros grupos ese mecanismo."
Según Doudna, Crispr-Cas9 puede usarse para replicar la base genética de enfermedades humanas en modelos de laboratorio, abriendo la puerta a un conocimiento sin precedente de desórdenes previamente enigmáticos. También hace más fácil corregir defectos genéticos en animales adultos y en tejidos de cultivo producido a partir de células madre, estrategias que eventualmente pemitirían tratar o curar enfermedades.
Las instrucciones para fabricar un organismo son como un largo texto en código almacenado en su ADN. La humanidad viene modificándolo desde hace mucho con distintas técnicas, como hacer cruces o seleccionar las mutaciones que se producen al azar. Lo singular del hallazgo de Doudna y Charpentier es que permite intervenir a la manera de un procesador de texto, como si tomáramos una oración, la cortáramos y volviéramos a deletrearla con las letras correctas.
La técnica Crispr-Cas9 tiene dos componentes: una enzima (Cas9) que corta el ADN como si fuera una tijera molecular, y una guía de ARN sintético [el ácido nucleico que actúa como mensajero de la información genética para la síntesis de proteínas] que le dice a la enzima exactamente dónde cortar.
Aunque resulta efectivo, este proceso no es perfecto. Puede cortar demasiado ADN y alterar otros genes importantes, pero investigadores del Broad Institute, del MIT y Harvard creen haber resuelto el problema moficando la estructura molecular de la enzima y reduciendo el riesgo de cortes fuera de registro.
Los investigadores que la emplean están maravillados por su versatilidad y rapidez.


Leer mas en: http://www.lanacion.com.ar/1861124-cortar-y-pegar-genes-una-nueva-tecnica-que-entusiasma-e-inquieta

Artículos sobre el ADN

Imagen tomada de Corbis
La importancia del ADN para la vida no está a discusión y la comprensión de los procesos de replicación y de aislamiento; entre otros; tendrán un impacto en áreas tan disímbolas como lo es la salud y la economía, la antropología y la política.
Después de la revolución industrial y la tecnológica, la siguiente era será la biológica, por lo que la divulgación de los estudios e investigaciones que se están realizado cobrá suma importancia.

A continuación una serie de artículos sobre el ADN y como nos afectará en un futuro no muy lejano:

1. Un equipo del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas de España consigue visualizar por primera vez el proceso de rotura de la doble hélice de ADN

2. Descubren el reloj biológico del ADN

3. El ADN de  un caballo de 700,000 años bate el record de supervivencia

4. El tiempo de replicación del ADN varía de persona en persona.

5. Aislan por primera vez ADN de oso polar de una huella en la nieve


¿Como afectará esto tu vida, la de tu familia y/o comunidad?... ya tienes algo en que pensar y reflexionar.


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Revelan secretos sobre la temible Peste Bubónica

Hay veces que un diente tiene mucho que decir. Molares extraídos de esqueletos encontrados en las obras de una nueva línea del metro de Londres están revelando secretos de la Peste Bubónica, la mortal epidemia medieval y de sus víctimas. Esta semana, Don Walker, especialista en huesos del Museo de Londres, resumió la biografía de un hombre cuyos huesos fueron encontrados por trabajadores de la construcción debajo de la londinense Plaza Charterhouse: cuando era niño le dieron el pecho, se mudó a Londres de otras parte del país, cuando era niño sufría de caries dentales, de adulto fue peón y murió cuando era un adulto joven de la peste bubónica que arrasó Europa en el siglo XIV. La vida del pobre hombres fue dura, brutal y corta, pero la información que dejó es iluminadora. "Es fantástico que podamos estudiar con tanto detalle a un individuo que murió hace 600 años", dijo Walker". Los 25 esqueletos fueron descubiertos el año pasado durante las obras de Crossrail, una nueva línea ferroviaria en la que se están perforando 21 kilómetros de túneles bajo el corazón de Londres. Los arqueólogos de inmediato sospecharon que los huesos eran de un viejo cementerio para víctimas de la también llamada Peste Negra. El lugar, fuera de los muros de la ciudad medieval, está lleno de información histórica. Y la plaza, donde otrora hubo un monasterio, es uno de los pocos lugares de la ciudad que no se ha tocado en varios siglos. Para probar sus teorías, los científicos tomaron un diente de cada uno de los 12 esqueletos y extranjeros ADN. El domingo anunciaron que las pruebas indican la presencia de la bacteria Yersinia pestis, que provocó la peste, en varias de las muestras y que probablemente murieron de la Peste Bubónica. Sin embargo, esa no fue la única conclusión. Arqueólogos, historiadores, microbiólogos y médicos trabajaron juntos en un equipo multidisciplinario para aplicar técnicas específicas al descubrimiento. El método del carbono 14 y el análisis de pedazos de cerámica ayudaron a determinar cuándo ocurrieron los enterramientos. La geofísica forense, que se usa más comúnmente en investigaciones de asesinatos y crímenes de guerra, ayudó a ubicar más restos debajo de la plaza. Y el estudio de isótopos de oxígeno y estroncio en los huesos reveló detalles de la dieta y la salud. Estas personas eran, en lo fundamental, pobres. Muchos de los esqueletos muestran señales de la desnutrición que provocó la llamada Gran Hambruna que afectó a Europa 30 años antes de la Peste Bubónica. Muchos tienen lesiones que sugieren una vida de trabajo duro. Uno de los hombres se hizo vegetariano ya de adulto, lo que indica que puede haber entrado en una orden de monjes. Los arqueólogos se sorprendieron de descubrir que los esqueletos estaban en capas y parecían haber proceder de tres períodos: la epidemia original de 1348-1350 y brotes posteriores en 1361 y principios del siglo XV. "Eso sugiere que el lugar se usó como cementerio una y otra vez para las víctimas de la peste", dijo Jay Carver, principal arqueólogo de Crossrail. Se cree que la Peste Bubónica mató a por lo menos 75 millones de personas, entre ellas casi la mitad de población de Europa, pero los enterramientos sugieren que alto grado de orden social, algo que se conoce por primera vez. Mientras la peste devastaba la Europa continental, transmitida por las pulgas que habitan en las ratas, las autoridades londinenses arrendaron tierras para un cementerio de emergencia. Los entierros fueron sencillos pero ordenados y los cadáveres estaban envueltos en mantas y colocados en hileras ordenadas, selladas por una capa de arcilla. Sin embargo, los esqueletos de personas enterradas posteriormente muestran más señales de lesiones en la parte superior del cuerpo, algo que pudiera indicar un período de inestabilidad y fractura social. Los arqueólogos planean cavar más este verano para saber cuántos restos más hay debajo de la plaza. Carver dice que parecen ser "pocos miles". Y es posible que los dientes no revelen todos sus secretos. Expertos en ADN antiguo de la Universidad McMaster en Canadá trabajan para reproducir el genoma de la plaga encontrado en los dientes, con el fin de conocer más sobre la enfermedad, que todavía afecta a miles de personas al año en todo el mundo. La mayoría de los pacientes se recuperan si los tratan a tiempo con antibióticos. Los científicos quieren saber si la enfermedad del siglo XIV es la misma cepa de la enfermedad de hoy, o si la cepa ha evolucionado. El estudio del ADN de los dientes de otros esqueletos descubiertos en los años 1980 en otro cementerio de víctimas de la peste en Londres sugiere que la cepa no ha cambiado, pero todavía no se ha podido probar científicamente. Brendan Wren, profesor de Biología Molecular de la Escuela de Higiene y Medicina Tropical de Londres, dijo que la nueva información pudiera ayudar a los científicos "a comprender cómo el bacilo de la plaga y otros similares, se hicieron tan virulentos para los humanos". "Es información útil que pudiera advertir y evitar epidemias y pandemias potenciales", dijo

Para saber más sobre le ADN

El ADN, su estructura, como funciona y como nos afecta es un tema fascinante, ¿Quieres saber mas? te recomiendo leer los siguientes artículos:

Imagen tomada de Corbis
Imagen tomada 
1. Logran fotografía del ADN

2. El ADN como última frontera en la gestión de la salud

3. Un libro escrito en una molécula de ADN

4. Los padres mayores trasmiten más mutaciones a sus hijos

5. ADN

6. Descubren estructura de cuadruple helice de ADN en células humanas




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Los descubridores del ADN

El biologo estadounidense James Watson y el biofisico britanico Francis Crick descubrieron la estructura de la molécula de ADN, pero ¿cómo le hicieron?, observa el video de la propia voz de uno de ellos, descubrelo.....



El video puede tener subtítulos en español
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Construye una molécula de ADN

De la excelente página de la Universidad de UTAH en los Estados Unidos tomamos lo siguiente:

"La estructura del ADN es una doble hélice, muy similar a una escalera torcida formando una espiral. Las bases del ADN se encuentran en pares, los cuales hacen los escalones de la escalera. Los laterales de la escalera son la médula estructural del ADN. Estos laterales no contienen información, sólo sostienen a las bases en su posición correcta.
Las bases del ADN normalmente se aparean G con C y A con T.
Usa estas reglas para hacer pares y los nucleótidos que se encuentran debajo para construir una banda de ADN que contenga cinco pares de bases."
Y nos da la oportunidad de construir una banda de ADN de 5 nucleótidos en su página. ¿Lo intentas? da click aquí:





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La autonomía de la célula en una molécula que se creyó aburrida

Uno de los mayores hallazgos de la historia de la ciencia es el descubrimiento de que el ADN es la molécula de la herencia y que contiene toda la información necesaria para que una célula ejecute sus funciones. Y para que, en el caso de los pluricelulares, construya toda la organización del ser vivo. Información, por tanto, funcional y estructural. Combinadas. En un mismo lenguaje, el de la secuencia de nucleótidos.

¿Por qué uno de los mayores descubrimientos? Porque eso hace a la célula autónoma. De cualquier entidad exterior a ella. Sea una divinidad, sea un ser mitológico, sea un principio misterioso. No, no… La vida no es misteriosa. Es complicada y compleja. Difícil de investigar porque nace a escala molecular y se propaga hacia lo supramolecular. Pero no es misteriosa. Es asequible; siempre que contemos con la tecnología adecuada.

Hacia mediados del siglo XX se contó con la mezcla adecuada de ingenio y tecnología. O, al menos, Avery, McLeod y McCarty la alcanzaron. Lograron identificar qué molécula era responsable de algo, descubierto 15 años antes por Griffith, y que aún no se había logrado explicar.

Experimento de Griffith
Tomado de Wikipedia

El experimento de Griffith

Si “A” no mata, y “B” no mata, “A” junto con “B” tampoco deberían matar, ¿no? Pues sí que matan, sí… “A” y “B”, que por sí solas no causan problemas, cuando están juntas matan.

¿Qué es “A”? ¿Qué es “B”?

“A” son bacterias de una cepa no patógena de Streptococcus pneumoniae. La cepa R, concretamente. Y “B” son bacterias muertas por calor de una cepa patógena de Streptococcus pneumoniae. La cepa S, concretamente. Una cepa que produce neumonía. Al inyectar la cepa R en ratones, no pasaba nada, no había enfermedad. Y tampoco al inyectar la cepa S tras matar las bacterias mediante calor. Pero… Pero al inyectar ambas simultáneamente, la cepa R viva y la S muerta, el ratón sufría neumonía. Algo había en la cepa S capaz de transformar a la R. Pero también a su descendencia. Porque del ratón muerto se recuperaban bacterias S vivas. Y sus hijas eran también S.

Durante mucho tiempo, durante 15 años, este resultado no supo ser explicado.

El experimento de Avery, McLeod, McCarty

Consistió, en esencia, en repetir el experimento de Griffith. Pero no con bacterias de la cepa S muertas por el calor, sino con fracciones moleculares de ellas. Es decir, quitando unas moléculas para dejar otras. Cuando quitaban lípidos y proteínas y dejaban solo los ácidos nucleicos, se producía el mismo resultado de Griffith. En cambio, quitando los ácidos nucleicos y dejando los lípidos o las proteínas, no lo lograban. Es más. Añadiendo enzimas que rompían el ARN se seguía obteniendo la transformación en patógena de la cepa R. Pero añadiendo enzimas que degradaban el ADN no se lograba nada de eso.

Por tanto concluyeron que el ADN era la molécula portadora de la herencia.

Pero su idea fue poco aceptada. Porque se consideraba que el ADN era una molécula poco interesante, formada por repetición constante de nucleótidos unos tras otros. De hecho, se consideraba, entonces, que el ADN de todos los seres vivos era igual porque tenía las mismas propiedades químicas y físicas. En cambio, las proteínas resultaban moléculas más interesantes, con más “glamour”. Eran diferentes de unos seres vivos a otros. Hacían multitud de cosas.

No, no… La vida no podía haber elegido para una cosa tan interesante como la herencia a una molécula tan aburrida (se pensaba entonces) como el ADN.

El cambio de mentalidad gracias a Chargaff

Poco después, el ADN comenzó a convertirse en una molécula mucho más interesante gracias a los resultados de Chargaff. Que descubrió que las cantidades de adenina y timina eran iguales entre sí. Y que las de guanina y citosina también entre sí. Pero lo que había de adenina y timina no tenía por qué ser igual que lo que había de citosina y guanina. Es más. En cada especie las cantidades de ambas parejas eran distintas de las de otras especies. Y razonablemente constantes dentro de ella. Al menos en lo tocante a animales.

Eso hizo que se prestara más atención al ADN. Eso facilitó que Hersey y Chase pensaran en una manera distinta de corroborar los resultados de Avery, McLeod y McCarty.

Experimento de Hersey-Chase
Tomado de Wikipedia

El experimento de Hersey-Chase

En microbiología se aceptó pronto que el ADN era el responsable. Al fin y al cabo, Griffith, Avery, McLeod y McCarty eran microbiólogos. Pero en el resto de las ramas de la biología, no. No hasta que otros microbiólogos, Hersey y Chase, lograron confirmar, con otro enfoque, los resultados previos. Intrigados, también por el interés que los descubrimientos de Chargaff habían revelado que tenía el ADN, esa molécula que había pasado de aburrida a interesante.

Infectaron bacterias con virus marcados. De dos tipos los virus. Los había que llevaban en su ADN un isótopo radiactivo del fósforo: 32P. Y es que las proteínas no tienen fósforo. O, mejor dicho, no en cantidades apreciables (pueden llevar algún que otro grupo P, pero muy poca cosa comparado con el ADN). Y los había que llevaban en sus proteínas un isótopo radiactivo del azufre: 35S. Y es que el ADN no tiene nada de azufre. Pero nada nada.

Infectaron las bacterias con virus marcados en su azufre. Y dentro de las bacterias no había ninguna radiactividad. De ninguna clase. Pero se producían los virus hijos. Luego las proteínas no eran. Luego infectaron con virus marcados con fósforo. Y dentro de las bacterias sí que había radiactividad. Aún más. En algunos virus detectaban esa radiactividad (no en todos, claro, porque los virus nuevos fabrican ADN nuevo, sin marcar).

1952 fue la fecha del experimento de Hersey y Chase. 1953 fue la fecha en la que Watson, Crick y Wilkins, basándose en los trabajos de Franklin, descubrieron la estructura del ADN, que encajaba perfectamente con los descubrimientos de Chargaff.

El resto de cómo hemos ido descubriendo la autonomía de la célula, su independencia de cualquier dios, mito o principio misterioso, de cómo hemos ido aumentando nuestro desconocimiento y dándonos cuenta de que no hay misterios sino hechos por descubrir, ya es historia escrita y bien conocida. Historia viva de la que somos herederos.