Monthly Archives: julio 2015

28
julio

De nuevo el complejo CRISPR-Cas

Hace unos días os comentábamos el funcionamiento del complejo CRISPR- Cas9, que está siendo muy comentado en la comunidad científica por su gran accesibilidad y su fácil aplicación en comparación con otros métodos de ingeniería genómica. Por ello las investigadoras que publicaron el estudio van a recibir el Premio Princesa de Asturias 2015.

En tan sólo unos años ya se ha conseguido demostrar su aplicación en diferentes tipos celulares, como las células madres embrionarias pluripotentes. Esto abre un puerta al tratamiento de diferentes enfermedades humanas, pudiendo modificar células somáticas (células que forman los tejidos y órganos de un ser vivo) diferenciadas en animales y plantas, o efectuar cambios en el ADN de células reproductoras o germinales (precursoras de los gametos que transmiten la información genética a la descendencia) , lo que permitiría introducir cambios en los genoma del embrión y en el resto de las células de su organismo.

Recientemente una investigación de la Universidad de San Francisco ha utilizado la técnica CRISPR para modificar el genoma de las células T del sistema inmune; abriendo una nueva vía en la lucha contra el VIH, cáncer o la diabetes. Este tipo celular forma parte del sistema inmunitario, se genera en la médula ósea y viaja por el sistema circulatorio; siendo sencilla su extracción y posterior implantación en el individuo después de modificar su genoma.

Los principales problemas que se plantean siempre con estos nuevos avances científicos son el alcance y las implicaciones éticas que presentan. La comunidad científica ya ha recomendado no realizar modificaciones genómicas en la línea germinal humana, pero una vez la rueda esta en marcha es muy difícil pararla. La única manera de conseguir logros es seguir experimentando e investigando para desarrollar técnicas seguras y que nos permitan luchar contra las enfermedades que afectan al ser humano.

 

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25
julio

Rosalind Franklin y el ADN

Hace 95 años un día como hoy nació  Rosalind Franklin, la mujer que realizó la famosa “Fotografía 51″, clave para que James Watson y Francis Crick establecieran en 1953 la hipótesis de la estructura helicoidal del ADN.

Rosalind Franklin nació el 25 de Julio de 1920 en Londres, Inglaterra. Desde pequeña se interesó por la investigación y se graduó en la Universidad de Cambridge en 1941. Realizo estudios de microestructuras del grafito y del carbón que posteriormente serían la base para su Doctorado en Química Física.

Después de unos años trabajando en París técnicas de difracción de rayos X, Rosalind vuelve a Inglaterra y se convierte en investigadora del laboratorio de John Randall. Aquí coincide con Maurice Wilkins que estaba realizando estudios sobre el ADN. La relación entre ambos fue muy difícil, debido a que Wilkins ya había identificado en una fotografía los ácidos nucleicos y no estaba dispuesto a tener competencia dentro del laboratorio y menos si se trataba de una mujer.

Rosalind siguió realizando sus investigaciones y realizo una serie de fotografías, encontrando en la número 51 una estructura en forma de X , que revelaba la inconfundible estructura del ADN en forma de hélice.

En 1951 un joven James Watson acude a una clase que da Rosalind, donde expone sus investigaciones y experimentos. Rápidamente se pone a trabajar con F. Crick y comienzan a plantear cómo sería la estructura del ADN. Un día invitan a Rosalind y a Wilkins para que conociesen su propuesta de posible estructura para el ADN y Rosalind echó por tierra sus argumentos.

Transcurridos dos años, un día Wilkins se reúne con Watson y Crick; y sin permiso de Rosalind, les enseña la fotografía 51. En cuanto la vieron la “bombilla se iluminó”, no cabía duda, el ADN se estructuraba helicoidalmente. Los resultados de este hallazgo se publicaron de manera inmediata en la revista Nature. Por si esto no fuera poco, Wilkins decidió enseñar un informe de la propia Rosalind a su jefe John Randall, que se lo entregaría posteriormente a Watson y Crick.

En resumen ella se encargo de realizar el trabajo “sucio” y se quedó sin el mérito. Decimos esto porque en 1962 J.Watson, F.Crick y M.Wilkins recibieron el premio Nobel de Fisiología y Medicina. Es justo decir que no se lo podían entregar a Rosalind porque había fallecido 4 años antes y no se entrega a título póstumo, pero ninguno la mencionó en su discurso. Sería años después cuando otros autores empezaron a mencionarla como parte fundamental de ese descubrimiento.

El Dr. Lynn Osman Elkin escribió: ” Hubo suficiente gloria en el trabajo de los cuatro como para que pudiera ser compartida”.


En un día como hoy 25 de Julio, día de Galicia, desde DNA didactic queremos rendir un pequeño homenaje a esta excepcional mujer y reconocerle la importancia que se merece en el que se considera el descubrimiento médico más importante del siglo XX.

Fotografía 51

Fotografía 51

 

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24
julio

Los polimorfismos y el ADN

En el lenguaje coloquial la palabra “polimorfismo” se refiere a las diversas formas que puede tener un objeto. Sin embargo cuando hablamos de polimorfismos en el ADN no lo tenemos del todo claro. Intentémoslo.

La palabra polimorfismo en términos de ADN hace referencia  a un sitio concreto (locus) de esa larguísima molécula, que puede contener diferentes informaciones o secuencias de los nucleótidos componentes en el ADN  en dos individuos diferentes. Si analizamos esos lugares de las diversas cadenas de ADN de diferentes personas,  nos  vamos a encontrar diferencias entre unas y otras. Si existen más de 2 variantes (dimorfismo),  hablamos de polimorfismo. Los polimorfismos pueden ser de dos tipos: polimorfismo de secuencia  o polimorfismo de longitud.

Los polimorfismos de secuencia son aquellos donde el orden de los nucleótidos se ve alterado. Normalmente, al tratarse del mismo locus su diferencia no es muy notable, pero no forman exactamente la misma secuencia. Una clase de estos polimorfismos son los SNPs (Single Nucleotide Polimorphism) que afectan a un sólo nucleótido, es decir, el cambio de una base (A, T, C, G) dentro de la secuencia del ADN.  A simple vista un sustitución de una base en la secuencia de ADN parece un cambio insignificante pero, en ocasiones, la sustitución de un nucleótido por otro; por ejemplo C por  T,  modifica en algunos casos la cadena de aminoácidos que se forma en el proceso de traducción, generando  una proteína diferente con funciones totalmente distintas.

Cambio de una base en la hebra de DNA

Un ejemplo de polimorfismo de secuencia  es el de los alelos del sistema sanguíneo ABO, que fue el primero descubierto en nuestra especie por Landsteneir en 1900. En el sistema sanguíneo ABO, las secuencias que van a determinar el tipo de alelo A, B o O son muy parecidas pero distintas, y se encuentran en el mismo lugar del ADN del individuo que porta esa variante. Así cada uno tenemos una información diferente en la misma región de nuestro ADN que determinará si somos A, B ó O.

Los polimorfismos de longitud son variantes del mismo locus pero que se diferencian por la longitud, es decir el número de nucleótidos dentro del fragmento de ADN. Cada polimorfismo tiene en sus extremos una secuencia que delimita su posición y permite identificarlo. La mayoría de estos polimorfismos de longitud son secuencias repetitivas en tándem; es decir, una serie ordenada de nucleótidos más corta que se repite una y otra vez. Las veces que cada secuencia se repite varía, por lo que cuantas  más repeticiones se den, más larga será la longitud del locus del ADN total. Se desconoce el significado biológico de esos locus “tartamudos” del ADN, pero en ellos se basa la elaboración de perfiles genéticos por los que se identifica el ADN de cada persona.

 

RFLPs prub

Polimorfismo de longitud: dos variantes para el mismo locus; una más “tartamuda” que la otra.

Se ha comprobado que las diferentes combinaciones en los locus polimórficos de un mismo individuo hacen que presente mayor o menor tendencia a manifestar un rasgo o propiedad fisiológica. Esto implica realizar un análisis de ADN completo de muchos individuos, localizar los polimorfismos presentes y realizar estadísticas sobre dichos análisis.

Actualmente existen muchas empresas que se dedican a ello y ofrecen la posibilidad de realizar análisis que informan y ofrecen soluciones personalizadas en cuestiones de salud. Por ejemplo ofreciéndote un plan nutricional exclusivo basado en tu ADN, o predecir el riesgo de lesión en deportistas.

¿No es increíble la cantidad de aplicaciones del ADN?

Y lo que nos queda por descubrir…

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21
julio

A vueltas con los telómeros

Hace unos meses publicamos un interesante post sobre el papel de los telómeros en la lucha contra el cancer. Al igual que sucede con estas secuencias, tambien nosotros  nos volvemos repetitivos, y en este caso os comentamos su importancia en el envejecimiento del ser humano y en otros trastornos provocados por ellos.

Los extremos cromosómicos o telómeros están constituidos por ADN repetido en tándem: TTAGGG en humanos. Estas secuencias de ADN si las deletreásemos lo haríamos como si las pronunciase una persona tartamuda.

telómero

Cada vez que la célula se divide, el “tartamudeo” mengua y la secuencia telomérica se va acortando. Si desapareciese todo el “tartamudeo” la célula dejaría de dividirse y moriría de vieja. Menos mal que tenemos una enzima, la telomerasa que recupera las secuencias repetidas que se van perdiendo tras las divisiones celulares. El problema esta en que el gen de la telomerasa deja de ser activo a medida que pasa el tiempo (en algunos tejidos ocurre antes que en otros), hasta que al final el envejecimiento y sus consecuencias posteriores acaban con la muerte del individuo. ¡¡C’est la vie!!

En la investigación de estas estructuras cromosómicas existe un grupo español puntero que nos sorprende con nuevas conclusiones de sus estudios sobre los telómeros y, como siempre, vuelve a cumplirse lo que en la ciencia ya es habitual: cuanto más se descubre, más queda por descubrir.

Bravo por este grupo y que sigan así, hasta conseguir convertirnos a todos en nuevos “Matusalenes” (personaje que como indica la Biblia vivió unos cuantos centenares de años).

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15
julio

CRISPR-Cas (quédense con este nombre)

Quédense con este nombre. Va a dar que hablar.

No se trata de un nuevo aperitivo sofisticado de bocaditos, aunque su nombre suene a algo parecido. Se trata de una de las técnicas para la recombinación genética de futuro muy prometedor.

Por otra parte, es una técnica ya muy antigua que inventaron las bacterias en su día. Se trata de un sistema de defensa adaptativa de las bacterias frente a sus enemigos naturales (los virus) con el que vamos a experimentar utilizándolo en nuestro provecho.

En numerosas ocasiones hemos oído hablar de la memoria inmunitaria. Pasas una enfermedad infecciosa que no vuelves a padecer porque tu sistema inmune guarda defensas de memoria del “intruso” cuyo nuevo ataque sería inefectivo.

Las bacterias hacen exactamente lo mismo a través de su sistema CRISPR. Incorporan a su genoma un fragmento significativo del genoma del virus invasor al que han vencido, como si se tratara de un trofeo conquistado, y lo introducen en un locus especial de su propio genoma (locus CRISPR) donde hay muchos otros fragmentos de otros virus superados. Para que no se entremezclen los trofeos, éstos quedan separados y delimitados por otras secuencias de ADN palíndromas. Así, un locus CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat = agrupación de cortas secuencias palíndromas espaciadas regularmente) es como una biblioteca de secuencias de ADN distintas (espaciadores se les llama) -correspondientes a fragmentos de secuencias víricas- separadas por secuencias cortas palíndromas . Próximo a ese locus, se encuentra también en el cromosoma bacteriano, la secuencia de ADN correspondiente a un gen de una nucleasa, denominada “Cas” (CRISPR  associated) (genera una proteína que tiene la capacidad de cortar el ADN) y ambos van a trabajar juntos.

Así, cuando hay un ataque vírico, en las primeras escaramuzas del combate la bacteria se defiende cortando el ADN vírico, y los trozos obtenidos son llevados a la biblioteca para comparar si ya existe la secuencia vírica en el archivo.

Si no existe, se incorpora al mismo, tardando más tiempo en poner en funcionamiento su defensa; y si existe,  se produce una respuesta inmediata en el que el Espaciador correspondiente (fragmento del ADN vírico en cuestión) se transcribe a ARN, el gen Cas elabora la nucleasa; ARN y Nucleasa se unen en un complejo (CRISPR-Cas) que se lanza a la búsqueda y captura de ADN vírico. El ARN del complejo se une por complementariedad al ADN vírico, situándolo en posición para que la nucleasa asociada lo corte, como unas tijeras (Cas) teledirigidas a un punto exacto. El ADN vírico queda cortado y, por tanto, inutilizado. Fin del problema.

CRISPR

Hemos visto que el ARN actúa como un sistema de radar situando la nucleasa en el punto exacto (por complementariedad ADN-ARN) del ADN donde debe cortar.

¿Por qué no asociar a Cas un ARN complementario al ADN en cuya posición exacta queremos cortar ?. Así, Podríamos cortar cualquier ADN de cualquier ser vivo en el punto exacto donde quisiésemos. Y, a partir de ahí, insertar la secuencia de ADN que deseeemos incluir en ese mismo lugar.

Esta es la poderosa herramienta de ingeniería genética de la que los investigadores se van a servir para la recombinación homóloga, y que ha sido objeto de de la concesión del premio Princesa de Asturias del presente año.

Por otro lado y , al mismo tiempo, este premio es una muestra más del escaso apoyo de las instituciones públicas a la investigación en este país.

¿Por qué no se lo preguntaron antes a las bacterias?

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13
julio

Concurso la Ardilla de Oro

Pregunta 19 del concruso La Ardilla de OroPregunta número 19 de La Ardilla de Oro:

“Calcula el número de secuencias diferentes de un fragmento de ADN (ácido desoxirribonucleico) que consta de 10 pares de bases. Y si el fragmento fuese de “n” pares de bases, ¿con qué fórmula calcularías ese número?”


¿Te has perdido? Siguiendo tu hoja de ruta en el concurso de Metros por segundo.

Has llegado de República científica y debes saltar al árbol Microbioun . En caso de tener que situarte completamente vuelve al índice de blogs Metros por segundo

Mucha suerte ardillas!!

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9
julio

Juego de divulgación científica La Ardilla de Oro

El próximo 13 de Julio comienza el juego de divulgación científica La Ardilla de Oro, organizado por el blog metrosporsegundo.com.

Antes se solía decir que una ardilla podía atravesar la península de árbol en árbol sin tocar el suelo. En este juego los blogs de divulgación científica son los árboles y los participantes las ardillas. Cada blog propondrá una pregunta sobre un tema de ciencia y cada respuesta correcta permitirá acceder a la siguiente. Quién consiga atravesar el bosque sera coronado “La Ardilla de Oro”.

Desde DNA didactic nos hemos sumado a esta iniciativa para difundir la ciencia en la red aportando una pregunta sobre el ADN, os animamos a todos a participar. Promete ser una carrera apasionante!!

icono-ardilla

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8
julio

¿Cómo se forman las cadenas de ADN?

Te lo mostramos en nuestro vídeo.

Las cadenas de ADN de forma natural sólo pueden crecer en una dirección. Se inicia por el nucleótido que tiene su extremo 5′ libre y sólo por su posición 3′ se van acoplando los sucesivos nucleótidos. El último en colocarse, lógicamente, tendrá su posición 3′ libre. Por eso, la dirección de crecimiento de las cadenas de ADN es 5′ (extremo libre primer nucleótido) a 3′ (extremo libre último nucleótido)


In natural conditions the nucleotides which will form the chains of nucleic acids can only be engaged by one side. Each nucleotide has two ends which take part in the linking. The end 5´ (phosphate) –here represented as P – and the end 3´ (sugar) – here represented as D – . If we imagine the end P as a prominent point and D as an inlet point, we can remember the direction of growing of the strands more easily: the prominent point goes into the inlet. Thus, the growing direction is always 5´to 3´= 5´free end of the first nucleotide to 3´free end of the last set nucleotide which shows the end of the chain. To indicate directionaly in the strands of nucleic acids we use 5´to 3´or 3´to 5´.

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