lunes, 2 de marzo de 2015

El operón lac y la regulación de la expresión génica

En 1961 Jacob y Monod  propusieron un modelo para explicar la forma en que se regula la expresión génica: el OPERÓN LAC, en el que se describe el mecanismo de regulación del gen de la beta-galactosidasa en Escherichia coli. Este enzima le sirve a la bacteria para romper la molécula de lactosa y aprovechar su energía.

1 En el DNA de esta bacteria hay dos tipos de genes:
  • Los GENES ESTRUCTURALES  que codifican las proteínas necesarias para degradar la lactosa
  • Los GENES REGULADORES  que controlan la actividad de los genes estructurales
           Estos últimos son tres:
           - gen REGULADOR que codifica una proteína que actúa de REPRESOR que se
              une al operador impidiendo la transcripción de los genes estructurales.
           - gen PROMOTOR al que se une la RNA polimerasa para iniciar la transcripción.
           - gen OPERADOR gen al que se fija el represor.


El esquema de funcionamiento es el siguiente:


 
2  Si en el medio en que vive Escherichia coli no hay LACTOSA, el gen REGULADOR sintetiza una proteína: el REPRESOR que se une al gen OPERADOR inhibiendo la transcripción de los genes ESTRUCTURALES (no se fabrica beta-galactosidasa). La RNA polimerasa no puede actuar.
 
 
3  Pero Si en el medio hay LACTOSA, esta se une al REPRESOR bloqueándolo, por lo que el OPERADOR queda libre. La RNA polimerasa se une entonces al PROMOTOR y se transcriben los genes ESTRUCTURALES (se fabrica beta-galactosidasa).
 
 
De esta forma se consigue fabricar proteínas solamente cuando es necesario.
 
 

jueves, 26 de febrero de 2015

JACOB y MONOD. La regulación de la expresión génica






François JACOB (1920-2013 ) Biólogo francés, doctor en Medicina y en Ciencias, trabajó en el Instituto Pasteur. Investigó la estructura del cromosoma bacteriano y junto a Jacques Monod pronosticaron la existencia del RNA mensajero y explicaron el funcionamiento de genes reguladores que controlan la actividad de otros genes. Fue elegido miembro de la Academia Francesa de las Ciencias.









Jacques Lucien MONOD (1910-1976) Bioquímico francés y catedrático de química de la Facultad de Ciencias de Paris, también trabajó en el Instituto Pasteur y más tarde lo dirigió. Trabajó junto a Jacob en el estudio del RNA mensajero y en la explicación del fenómeno de la regulación génica y propusieron el modelo del operón-lac.
Participó muy activamente en la defensa del Medio Ambiente  y publicó en 1970 "El azar y la necesidad" obra en la que defiende que la aparición de la vida fue un hecho casual.





Jacob y Monod recibieron, junto a su compatriota Lwoff, el Premio Nobel de  Fisiología y Medicina en el año 1965.

domingo, 22 de febrero de 2015

Rocas estriadas. Huellas de las grandes glaciaciones

Durante el periodo PLEISTOCENO (2,58 MA - 10.000A) del cuaternario  tuvieron lugar varias GLACIACIONES sucesivas, en las que amplias zonas del planeta se cubrieron de hielo, los casquetes polares adquirieron una gran extensión y el nivel del mar bajó más de un centenar de metros (debido a la acumulación de hielo en los polos).
Las GLACIACIONES de GÜNZ, MINDEL, RISS y WÜRM han sido las más conocidas y entre cada una de  ellas y la siguiente, la temperatura del planeta subió, produciéndose PERIODOS INTERGLACIARES más cálidos.

De esa época, que coincide arqueológicamente con el periodo PALEOLÍTICO, han quedado en nuestras montañas numerosas huellas que nos revelan la enorme actividad geológica del hielo.



Al moverse las grandes masas de hielo de las lenguas de glaciar a favor de la pendiente en los valles de nuestras montañas, lo hacían sobre morrenas de fondo, que fueron erosionando las rocas del fondo de los valles y hoy, cuando los hielos ya se han retirado, las rocas han quedado bastante pulidas y marcadas con estriaciones y surcos paralelos que nos ponen de manifiesto la dirección exacta del avance del hielo en la zona: las ROCAS ESTRIADAS.

En las siguientes imágenes se ha marcado con una flecha  roja el sentido de avance del hielo en cada caso.









miércoles, 18 de febrero de 2015

El ave-reptil

La Clase AVES está íntimamente relacionada con la Cl REPTILES.

Una prueba indiscutible de esta relación evolutiva son los restos fósiles de un famoso reptil provisto de plumas Archaeopteryx lithográphica un fantástico ESLABÓN EVOLUTIVO del paso de los reptiles a las aves.





































El  género Archaeopteryx vivió en el periodo Jurásico superior, hace unos 150 millones de años. Su tamaño no era muy grande, unos 50cm.

Entre sus características de reptil cabe destacar la existencia de mandíbulas provistas de dientes finos, sus extremidades  con tres dedos terminados en garra y una larga cola formada por huesos.

Entre sus características de ave sobresale la posesión de unas faneras nuevas hasta ese momento en los seres vivos: las PLUMAS . Las plumas del género Archaeopteryx, aunque asimétricas, son muy similares a las plumas de las aves modernas con su raquis, barbas, barbillas y barbicelas.
Otro carácter muy interesante es el tamaño de su cerebro. Tras el TAC realizado al cerebro del fósil londinense se ha concluido que su tamaño es sensiblemente mayor que el de los dinosauros, condición necesaria para lograr las funciones propias de un organismo volador.


Hasta hoy se han descubierto en las calizas de Solnhofen, en Baviera,  más de una decena de fósiles de Archaeopteryx en un excelente estado de conservación.

viernes, 13 de febrero de 2015

Desmitificando mitos......El amor

Como mañana es el día de San Valentín, no me he podido reprimir.........

Tradicionalmente en nuestra cultura, cuando hablamos del amor, pensamos en el corazón. Hay otras culturas que atribuyen al hígado las tendencias amorosas, pero lo cierto es que ni el corazón ni el hígado intervienen para nada en los enamoramientos.

Cada órgano de nuestro cuerpo realiza unas funciones  determinadas:
El CORAZÓN esencialmente bombea la sangre por las arterias hacia todas las partes de nuestro organismo
El HÍGADO sobre todo procesa las sustancias nocivas que circulan en la sangre y sirve para almacenar glucógeno y vitaminas.

Entre las funciones del corazón o del hígado no figura nada relacionado con el amor, aunque es preciso indicar que mientras amamos es necesario y recomendable que corazón e hígado sigan funcionando con normalidad.

Las emociones, entre ellas el amor, están reguladas por nuestro cerebro y concretamente por el SISTEMA LÍMBICO  que se localiza su interior, bajo los hemisferios cerebrales y está formado por parte del tálamo, hipotálamo, la circunvalación del hipocampo, la amígdala y el cuerpo calloso.

Evolutivamente El SISTEMA LÍMBICO forma parte de la zona anterior del primitivo cerebro: el PROSENCÉFALO que tras las flexiones , cefálica, cervical y póntica, es recubierta por los hemisferios cerebrales (esto sucede durante la  4ª a la 5ª semana de nuestro desarrollo embrionario)



El SISTEMA LÍMBICO además del amor, controla otras emociones como el miedo, la agresividad y el placer e interviene también en el mantenimiento de la atención y en la gestión de la memoria.

En azul EL SISTEMA LÍMBICO

sábado, 7 de febrero de 2015

TEMIN y BALTIMORE. La transcripción inversa.








Howard Martin Temin (1934-1994) médico estadounidense, realizó sus estudios y se doctoró bajo la dirección de Renato Dulbecco en el Instituto Tecnológico de California.. Su tesis doctoral se centró en el estudio del virus del sarcoma de Rous (virus RNA que produce tumores malignos). Temin proponía que para poder infectar a las células el RNA viral debía dar lugar a un DNA. Esto chocaba de lleno con la teoría  admitida hasta el momento: "El DNA puede transcribirse dando RNA pero nunca sucede al contrario"






David Baltimore (1938) investigador estadounidense, estudió en Swarthmore (Pensilvania), en el Instituto Tecnológico de Massachusetts y en la Universidad Rockefeller de NuevaYork, colaborando con Renato Dulbecco en el Instituto Salk de estudios biológicos de la Jolla (California) y fue profesor asociado de microbiología del MIT.








Temin y Baltimore en 1970 descubrieron simultáneamente y por separado que en ciertos virus RNA, los retrovirus, existe un enzima transcriptasa inversa o reversotranscriptasa que facilita la transcripción del RNA viral dando un DNA típico del virus.

Son RETROVIRUS el virus del SIDA (AIDS) y algunos virus cancerígenos como el virus del sarcoma de Rous.

El "Dogma fundamental de la Biología"  se venía a completar con un nuevo paso (en naranja): LA TRANSCRIPCIÓN INVERSA.







Temin y Baltimore junto a Renato Dulbecco compartieron el Premio Nobel de Medicina en 1975 por sus trabajos sobre retrovirus y su forma de inducir cáncer.

martes, 3 de febrero de 2015

Valles Marineris

Marte es el cuarto planeta del Sistema Solar y además de su impresionante volcán el Monte Olimpo presenta otra formación espectacular por sus dimensiones: Los Valles Marineris.

Los Valles Marineris son un sistema de cañones con más de 3,000 kilómetros de longitud y hasta 8 kilómetros  de profundidad, que se extiende desde el Laberinto Noctis hacia el este cruzando, como una enorme cicatriz, la superficie del planeta rojo.




En la segunda imagen se muestra la Sima Candor en los Valles Marineris. Su estructura es muy compleja y ha sido modelada por movimientos tectónicos, deslizamientos de ladera, el viento, y muy probablemente por el agua y el volcanismo. En la imagen se ven estructuras que son muy semejantes a las Cárcavas de los Bad-Lands que existen en la Tierra.


El Gran Cañón del Colorado, una de las estructuras geológicas más impresionantes de nuestro planeta, es una bellísima y escarpada garganta excavada durante millones de años por el rio Colorado en el norte de Arizona (Estados Unidos). Tiene una longitud de 446 Km y su profundidad máxima es de l600 Km.
Para hacernos una idea de las dimensiones de los Valles Marineris podemos compararlos con nuestro Cañón del Colorado:
¡¡¡¡¡¡¡ Los Valles Marineris tienen una longitud casi 7 veces mayor y son exactamente 5 veces más profundos que el Gran Cañón del Colorado !!!!!!!

Imágenes por cortesía de Calvin J. Hamilton

sábado, 31 de enero de 2015

Las biomoléculas. Ladrillos y paredes del edificio de la vida.

La materia está formada por ÁTOMOS que se unen entre ellos para formar MOLÉCULAS

Si consideramos que nuestro cuerpo, o el de cualquier otro ser vivo, es un edificio, los materiales con los que está construido ese edificio son las BIOMOLÉCULAS.

Las BIOMOLÉCULAS están formadas por la unión de los siguientes BIOELEMENTOS:
CARBONO   HIDRÓGENO   OXÍGENO   NITRÓGENO   AZUFRE   FÓSFORO

En el esquema podemos ver la proporción de BIOMOLÉCULAS que forman el cuerpo humano














Hay dos grupos de BIOMOLÉCULAS
  • Las inorgánicas AGUA y SALES MINERALES (Son nuestro "mar interior". un 71% en total)
                       AGUA (Es la BIOMOLÉCULA mayoritaria). (Las SALES MINERALES no suelen
                       formar enlaces covalentes)

 
 
  • Las orgánicas GLÚCIDOS, LÍPIDOS, PRÓTIDOS y ÁCIDOS NUCLÉICOS (Forman el 29% de nuestro cuerpo)

------------------------GLÚCIDOS

GLUCOSA (ladrillo)                                                          GLUCÓGENO (pared)



















--------------------------LÍPIDOS

ÁCIDO OLEICO (ÁC. GRASO) (ladrillo)                        ACILGLICÉRIDO (pared)














------------------------PRÓTIDOS

AMINOÁCIDO (ladrillo)                                                   HEMOGLOBINA (pared)

  
















-----------------ÁCIDOS NUCLEICOS

 NUCLEÓTIDO (ladrillo)                                        











 DNA (pared)


 

2 PUENTES DE HIDRÓGENO
ENTRE ADENINA Y TIMINA
3 PUENTES DE HIDRÓGENO
ENTRE GUANINA Y CITOSINA





Modelos moleculares realizados gracias al programa BIOMODEL de Bioquímica y Biología molecular.
 

http://biomodel.uah.es/inicio.htm

miércoles, 28 de enero de 2015

Las hojas

Las HOJAS son los órganos encargados de la nutrición en las plantas pues en los cloroplastos de su parénquima clorofílico (lagunar y en empalizada) se produce la FOTOSÍNTESIS.
En el citoplasma y en las mitocondrias de sus células tiene lugar la RESPIRACIÓN CELULAR y también en las hojas se produce la TRANSPIRACIÓN y el INTERCAMBIO DE GASES.


Para la realización de estas funciones se precisa una gran superficie y por ello tienen una parte plana y ensanchada llamada LIMBO, con una cara superior o HAZ y una inferior o ENVÉS.

Si le damos un corte transversal a una hoja se pueden observar las siguientes estructuras:




Las células de la epidermis no contienen cloroplastos, pero si los hay en las células oclusivas de los estomas.
Los ESTOMAS son unas estructuras epidérmicas constituidas por dos células oclusivas, de forma arriñonada que, por un fenómeno de turgencia, se cierran o forman una abertura que se denomina ostiolo.
El ostiolo comunica la cavidad subestomática con el exterior y a su nivel se produce el intercambio de gases de la planta (toma CO2 de la atmósfera y cede O2) y la transpiración, en la que se pierde agua.
Los estomas son muy abundantes en el ENVÉS (alrededor de unos 700 por centímetro cuadrado).

Los nervios de la hoja están formados por tejidos conductores FLOEMA y XILEMA. Este último está formado por células muertas.
 

miércoles, 21 de enero de 2015

ARRHENIUS. La disociación electrolítica y la Panespermia.


Svante August Arrhenius (1859-1927), físico y químico sueco, cursó estudios  en las universidades de Upsala y Estocolmo. Realizó su tesis doctoral sobre la conducción eléctrica de las sustancias en disolución, emitiendo su Teoría de la disociación electrolítica. Las moléculas de los electrolitos se disocian en iones negativos (ANIONES) e iones positivos (CATIONES), del mismo modo, el agua se disocia en parte dando iones hidroxilo negativos (OH-) e iones hidrógeno positivos (H+). Al disolverse un ácido aumenta la concentración de iones hidrógeno, al disolverse una base aumenta la de iones hidroxilo. La fuerza de un ácido o de una base dependía de la concentración de dichos iones.
En principio sus trabajos no fueron valorados como se merecían (su tesis recibió la calificación mínima) pero la importancia de sus descubrimientos fue reconocida con posterioridad: Svante Arrhenius obtuvo el Premio Nobel de Química en 1903 y otras muchas condecoraciones.
También se dedicó al estudio del origen de la vida sobre la tierra y fue el primero en proponer la Hipótesis de la Panespermia, según la cual, la vida vino a la tierra de otros planetas por medio de esporas a través del espacio.

domingo, 18 de enero de 2015

El volcán más grande

De todas las estructuras volcánicas conocidas la más espectacular por sus dimensiones es el Monte Olimpo.

El Monte Olimpo se encuentra en la meseta de Tharsis, una región elevada del planeta Marte.
















































Su cono volcánico se eleva 24 Km sobre la superficie que lo rodea ¡¡¡¡¡ tres veces más alto que el Everest !!!!!.
Su base tiene un diámetro de 550 Km (la distancia entre Málaga y Valladolid) y su caldera múltiple mide 85 Km de largo, 60 Km de anchura y 3 Km de profundidad.

Imágenes por cortesía de Calvin J. Hamilton

jueves, 15 de enero de 2015

Carbono y Silicio, su importancia en la Naturaleza.

 CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA DEL CARBONO
  -----------    s       p      d      
 K 
 2
 -  
 -    
 L
 2    
 2   
 -
 C6             Electrones en la última capa  

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA DEL SILICIO 
   -----------    s     p     d
 K
 2
 -
 -
 L
 2
 6
 -
 M 
 2
 2 
 -
 Si14               Electrones en la última capa 


¿POR QUÉ EL C Y NO EL Si?
 
  • El CARBONO tiene 4 electrones en su última capa y para completarla necesita 4 electrones
  • Por eso el CARBONO tiende a unirse con otros elementos formando ENLACES COVALENTES (Por compartición de electrones)
  • SU MASA ATÓMICA ES MUY BAJA (Al igual que la de los otros bioelementos: O, N, H, que ocupan las posiciones más altas en la tabla periódica de los elementos) ES DECIR SON ELEMENTOS MUY LIGEROS
  • Los enlaces covalentes SON TANTO MÁS FUERTES Y ESTABLES CUANTO MÁS LIGEROS SON LOS ÁTOMOS QUE SE UNEN.
  • Los compuestos así formados serán MUY ESTABLES y esto es muy importante para los seres vivos que serán más resistentes al estar formados por moléculas MUY ESTABLES.
  • El C puede ceder o captar 4 e-  y se puede unir covalentemente a otros 4 átomos de carbono formando LARGAS CADENAS CARBONADAS que son la BASE DE LA QUÍMICA ORGÁNICA.
  • El C puede también compartir 1, 2 o 3 electrones con otros átomos de C formando enlaces sencillos, dobles y triples (Esto da mucho juego en la formación de compuestos orgánicos).
  • El C al unirse con O, N, H, S,….Forma compuestos muy variados CASI SIEMPRE HIDROGENADOS------REDUCIDOS (ENLACES QUE SON MUY ENERGÉTICOS Y ESTABLES) 
LAS CADENAS CARBONADAS CONSTITUYEN EL “ESQUELETO QUÍMICO” DE LOS SERES VIVOS.


¿POR QUÉ EL Si Y NO EL C? 
 
El SILICIO, como el C, tiene 4 electrones en su última capa y propiedades similares a éste. Pero SUS ENLACES SON INESTABLES EN PRESENCIA DE OXÍGENO, casi siempre está en forma de SILICIO OXIDADO (Enlaces poco energéticos)

LOS SILICATOS SON EL“ESQUELETO QUÍMICO” DE LOS MINERALES.