AVERY, McLEOD y McCARTHY

Oswald Theodore Avery (1877-1955) Bioquímico estadounidense que, investigando en el Instituto Rockefeller de Nueva York, el germen que produce la neumonía, comprobó que su virulencia dependía de la posesión o no de cápsula externa.

Colin Munro MacLeod (1909-1972) Genetista canadiense estudió medicina en la Universidad McGill y posteriormente continuo sus investigaciones en el Hospital del Instituto Rockefeller de NuevaYork .

Maclyn McCarthy (1911-2005) Genetista estadounidense estudió medicina en las Universidad Johns Hopkins y en la Universidad de Stanford, Trabajó en pediatría en el Servicio de Harriet Lane de la Universidad Johns Hopkins .

En 1944 Avery, McLeod y MacCarthy repitieron el experimento de Griffith y comprobaron que el "factor de transformación" propuesto por él era el DNA.
El ácido desoxirribonucleico de las bacterias con cápsula muertas era capaz de transformar las bacterias sin cápsula vivas en bacterias con cápsula patógenas.
Era por tanto el ácido desoxirribonucleico la molécula portadora de la información genética.

A pesar de la enorme trascendencia de estas investigaciones sus autores no recibieron el Premio Nobel por este descubrimiento.

Arcos o puentes naturales

Existen muchas zonas litorales que se encuentran en fase de inmersión y presentan PROMONTORIOS y ENSENADAS.
Los promontorios son brazos del continente (zonas elevadas) que se adentran en el mar.
Las ensenadas son lugares en que el mar se adentra en el continente (generalmente se corresponden con los valles).
En el siguiente esquema se representa en las dos primeras imágenes un promontorio situado entre dos ensenadas, a la izquierda en vista lateral y a la derecha en vista cenital.
En muchos lugares estos promontorios o salientes son erosionados lateralmente debido al cambio de las corrientes marinas (3). El oleaje actúa repetidamente en la parte baja del promontorio y con el tiempo, es posible que pueda erosionarlo completamente por lo que el agua pasa de un lado a otro formándose un ARCO o PUENTE NATURAL (4 y 5).
Los arcos naturales normalmente terminan erosionándose y la cornisa superior se desploma, quedando aislado un islote costero (6).






















En las siguientes imágenes podemos ver varios ARCOS o PUENTES NATURALES:

También se pueden formar arcos naturales por la acción de otros agentes geológicos como las aguas fluviales, la acción erosiva del viento o mas frecuentemente por la acción cárstica, como en las siguientes imágenes en que el el antiguo carst ha quedado al descubierto por la erosión:

 

El método científico

Los científicos que se dedican a la investigación se enfrentan a los problemas utilizando el MËTODO CIENTÍFICO

Nosotros en nuestra vida cotidiana también utilizamos, aunque no nos demos cuenta, el MÉTODO CIENTÍFICO y vamos a poner un ejemplo para entenderlo mejor:

Supongamos que estamos en casa de noche trabajando en el ordenador y hay un apagón de luz (el fenómeno natural).

Nos levantamos de la silla y pensamos -el problema será en casa?
                                                               -el apagón afectará a todo el edificio?
                                                               -se habrá apagado la luz en todo el barrio?
(estamos emitiendo hipótesis)

Miramos por la ventana para ver si hay luz en otros edificios ALGUNAS CASAS ESTÁN ILUMINADAS

Abrimos la puerta de casa para ver si hay luz en la escalera del edificio HAY LUZ EN LA ESCALERA

(estamos experimentando)

El problema tiene que estar en nuestra casa (emitimos una teoría)

Miramos la caja de la electricidad (seguimos experimentando) HA SALTADO EL DIFERENCIAL

Le damos y vuelve a saltar el diferencial

Por qué salta? Será algo que tenemos enchufado (emitimos otra hipótesis) Vamos a comprobar qué aparatos tenemos enchufados en la red (seguimos experimentando) SOLO EL ORDENADOR Y EL TOSTADOR DE PAN

Desenchufamos el tostador y volvemos a pulsar el diferencial LA LUZ SE ENCIENDE Parece que el problema está en el tostador (emitimos otra teoría).

El experimento de Griffith

En 1928 Frederick Griffith comprobó que había dos cepas diferentes de bacterias de la neumonía Diplococcus pneumoniae:
Una de ellas la S "Smooth", cuyas colonias tenían la superficie lisa (estaba formada por bacterias con cápsula) y era patógena.
La otra la R "Rough" formaba colonias que tenían la superficie rugosa (estaba formada por bacterias sin cápsula) y no era patógena.

Griffith realizó varios experimentos:

Inyectó a cobayas bacterias S vivas y estos morían. Si le inyectaba bacterias R o S muertas el cobaya seguía vivo.
Si le inyectaba a un cobaya bacterias R vivas el cobaya no moría, pero al inyectarle bacterias S muertas y bacterias R vivas los cobayas morían (En la sangre de estos cobayas muertos Griffith encontró bacterias S vivas).

Griffith  pensó que en las bacterias S muertas había algún factor que era capaz de transformar bacterias R (no patógenas) en bacterias S (patógenas), pero no supo identificar ese "factor de transformación".
Años después Avery, MacLeod, y McCarty identificarían ese "factor": el DNA.

GRIFFITH. Un experimento para la Historia.

Frederick Griffith (1879-1941) médico británico, estudió Genética en la Universidad de Liverpool, trabajó en la Liverpool Royal Infirmary, en el Thompson Yates Laboratory, en la "Royal Commission on Tuberculosis" y en el Ministerio de Sanidad del Reino Unido.
Griffith es famoso por el célebre experimento que realizó mientras preparaba una vacuna para la prevención de la neumonía.
Griffith emitió la hipótesis de que debía de existir un "principio de transformación" que transformaba las bacterias no patógenas en patógenas, pero no pudo precisar la naturaleza de ese principio.
Unos años después Avery, MacLeod y McCarty identificaron el DNA como ese "principio de transformación" propuesto por Griffith.

Biología de las bacterias

Las BACTERIAS según su modo de vida pueden ser:

Espejos de falla

Una FALLA es una fractura de los materiales terrestres según un plano denominado PLANO DE FALLA, produciéndose un desplazamiento relativo de los dos bloques (labios) denominado SALTO DE FALLA a ambos lados de dicho plano.
Los planos de falla se suelen representar rectos, pero pueden ser superficies irregulares o alabeadas y, debido a la fuerte presión y fricción entre los bloques, pueden presentar milonitización o escalones de recristalización.

En el siguiente esquema se pueden ver los elementos de una falla

Las fallas se producen por fuerzas originadas por la actividad interna de la tierra y pueden ser de dos tipos:

---FUERZAS DE DISTENSIÓN que darían lugar a FALLAS NORMALES, en las que el labio hundido descansa sobre el plano de falla (a la izquierda).

---FUERZAS DE COMPRESIÓN en cuyo caso se produciría normalmente FALLAS INVERSAS , en las que el labio hundido está debajo del plano de falla (a la derecha).

En ambos casos y sobre todo en las fallas inversas se produce un fuerte rozamiento entre ambos bloques a nivel del plano de falla, por lo que las rocas a ese nivel quedan completamente pulidas y a veces finamente estriadas en el sentido del desplazamiento, estas estructuras brillan al sol si quedan al descubierto por lo que se denominan ESPEJOS DE FALLA.

En las siguientes imágenes se pueden ver varios espejos de falla:

La peste bubónica o peste negra que asoló Europa.

La peste bubónica es una enfermedad producida por la infección de la bacteria Yersinia pestis un bacilo gram-  muy virulento que produce, entre otros síntomas, fiebre,  calambres, gangrena en regiones distales: dedos, labios, nariz y sobretodo una inflamación dolorosa de los ganglios linfáticos muy característica "bubones".
Durante el siglo XIV una epidemia que se originó en la India, pasó a China y posteriormente entre los años 1346 y 1360 a Europa y Norte de África, convirtiéndose en una enorme pandemia. El número de muertos que produjo es incalculable, solo en Asia se habla de alrededor de 60 millones de muertos y en Europa, con una población de 80 millones de personas, se cree que encontraron la muerte unos 40 millones (uno de cada dos habitantes).
La enfermedad tiene un periodo de incubación de 1 a 7 días y se transmite esencialmente por la picadura de las pulgas que parasitan a los roedores y que son portadoras de la bacteria.
Hay una variedad la peste neumónica que se transmite por las gotitas de flügge (pequeñas gotitas que emitimos normalmente al toser, hablar o estornudar).
La peste en la actualidad no es tan letal como lo fue en la edad media, pues hoy contamos con antibióticos para su tratamiento. No obstante se recomienda una vigilancia especial sobretodo en ciertos países como la República Democrática del Congo, Madagascar y Perú donde la enfermedad es endémica.

Yersinia pestis

Para hacernos una idea de lo que suponía en la población de las ciudades la pandemia de la edad media, podemos leer la novela de Noah Gordon "El médico" que fue llevada al cine por el director alemán Philipp Stölzl en el año 2013.

YERSIN y su lucha contra la peste.

Alexandre Émile Yersin (1862-1943) Médico y microbiólogo suizo, nacionalizado en Francia, estudió en Lausana, Marburgo y Berlín, allí fue alumno de Robert Koch. En Paris trabajó con Émile Roux participando en la elaboración de un suero antirrábico y colaborando en el hallazgo de la toxina diftérica.
En 1894  descubrió independientemente de S. Kitasato el bacilo de la peste bubónica Pasteurella pestis (hoy llamado Yersinia pestis en su honor), al año siguiente ideó un suero contra la peste que utilizó en China posteriormente con poco éxito. En 1933 fue nombrado director honorario del Instituto Pasteur.
Yersin también se ocupó de temas relacionados con la Botánica, como la obtención del caucho en la Hevea brasiliensis y de la quinina de la Cinchona ledgeriana que se empleó para tratar la malaria.

¿Cómo se unen unas biomoléculas con otras?

Las moléculas que forman parte de los seres vivos, se unen con otras moléculas para formar moléculas mas complejas o estructuras biológicas por medio de enlaces NO COVALENTES.

Anillos de Liesegang (Liesegang rings)

Este fenómeno fue descrito por primera vez por Friedrich Ferdinand Runge en 1855, pero no se valoró suficientemente hasta que el químico alemán Raphael E. Liesegang en 1896 lo describió de nuevo.
El proceso de precipitación rítmica no es todavía bien conocido, pero el resultado es muy llamativo y bastante frecuente en algunos tipos de rocas como las areniscas.

Loa anillos de Liesegang consisten en bandas o anillos concéntricos (milimétricos o centimétricos), secundarios y de distinta coloración, producidos como consecuencia de la precipitación química rítmica de fluidos saturados durante la consolidación de determinados tipos de rocas ígneas o sedimentarias.

Son bastante generalizados  en estas estructuras los tonos rojizos debidos a los óxidos o hidróxidos de hierro y afectan frecuentemente a rocas sedimentarias del Triásico al Cretácico.
En procesos de denudación posteriores, algunas capas por su composición son más resistentes que otras, lo que ocasiona una erosión diferencial muy patente, como puede observarse en las siguientes fotografías:

El experimento de Hershey y Chase

En 1952 HERSHEY y CHASE  infectando bacterias con el bacteriófago T2 y marcando su ácido nucleico (DNA) con P radiactivo las nuevas partículas virales, resultantes tras la infección, tenían marcado su ác. nucleico. ¡Era el DNA el portador de la información genética en los fagos!.
Si por el contrario, lo que marcaban era las proteínas (concretamente los aminoácidos cisteína y metionina) de su cápsida con S radiactivo  vieron que las nuevas partículas virales no contenían S marcado (la cápsida viral no penetraba en la bacteria y no intervenía en la transmisión de información).

Con este descubrimiento Hershey y Chase ponían de manifiesto claramente que, tal y como habían propuesto Avery, MacLeod y McCarty en 1944 al inetrpretar el experimento de Griffith, eran los ácidos nucleicos las moléculas encargadas de la transmisión de los caracteres hereditarios.

HERSHEY y CHASE. El DNA es el material genético de las bacterias.

Alfred Day Hershey (1908-1997) Biólogo estadounidense, trabajó en la Universidad Washington de San Luis y en la Institución Carnegie de Washington. Investigando sobre los virus bacteriófagos en el año1945 descubrió, al igual que Salvador Luria e independientemente de él,  que los bacteriófagos eran capaces de intercambiar información genética entre ellos.

En el año1952 Martha Chase y Hershey descubrieron que era el DNA el material portador de la información genética en los virus. Con su descubrimiento Hershey y Chase contribuyeron decisivamente en el avance de la ingeniería genética.
Hershey recibió los premios Lasker y Kimber de Genética y en el año 1969 el Premio Nobel de Fisiología y Medicina, que compartió con Delbrück y Luria por sus descubrimientos .

Martha Cowles Chase (1927-2003) Bióloga estadounidense, estudió en la Universidad de Wooster y se doctoró en 1964 en la Universidad del Sur de California.  Investigando como ayudante con Hershey en el Cold Spring Harbor Laboratory en Long Island, Nueva York, realizaron un experimento que les permitió demostrar que el material genético de los bacteriófagos era el DNA y no las proteínas como se creía hasta ese momento.
Martha Chase sufrió una serie de acontecimientos desafortunados: se casó con el investigador Richard Epstein pero su matrimonio duró muy poco, tuvo progresivos problemas de salud y finalmente murió de una neumonía.
Debido a la importancia de los descubrimientos de Hershey y Chase hay quien no entiende muy bien por qué Hershey si recibió el Premio Nobel junto a Delbrück y Luria y Martha Chase no recibió este prestigioso galardón que sin duda merecía.

¿Cómo se unen los bioelementos para dar biomoléculas?

Los BIOELEMENTOS se unen entre sí para formar BIOMOLÉCULAS.

Lo pueden hacer por medio de dos tipos de enlace: IÓNICO o COVALENTE.

El enlace IÓNICO es muy raro en las biomoléculas, siendo el enlace COVALENTE, bien sea sencillo, doble o incluso triple, muchísimo más frecuente en la materia viva.

En los seres vivos hay una gran proporción de agua, por lo que, al ser el enlace iónico muy débil en su presencia, no es el tipo de enlace mas idóneo para formar moléculas en los organismos.

Mucho más operativo y generalizado en la Naturaleza es el enlace COVALENTE

Con este enlace por compartimiento de electrones, todos los átomos de las biomoléculas formadas tienen su última capa electrónica completa (2 e- el H y 8 e- todos los demás) ello contribuye a la mayor estabilidad de las biomoléculas formadas.

Superficies alveolares

La acción geológica del viento es muy importante en determinados medios, en los que produce una fuerte deflación transportando materiales de pequeño tamaño como limos, arcillas y arenas que, al chocar repetidamente contra ciertos materiales rocosos como las arcillas, las van erosionando lentamente.
Si esas rocas tienen zonas de diferente consistencia, los materiales arrastrados por el viento erosionan las partes mas blandas, mientras que las duras resisten con mas firmeza.
El resultado, tras un periodo erosivo prolongado, es la formación de superficies alveolares, una formación muy llamativa que aparece en las zonas mas expuestas a la acción eólica.

En las siguientes imágenes se pueden observar estas singulares estructuras:

Ciclos lítico y lisogénico de un virus bacteriófago

Los BACTERIÓFAGOS (virus que son capaces de infectar a las bacterias) pueden hacerlo de dos formas:

a) La infección viral
(CICLO LÍTICO del bacteriófago T4)

El resultado final es la producción de un gran número de nuevos virus que pueden infectar a otras bacterias.


b) La infección viral
(CICLO LISOGÉNICO del fago Lambda sobre Escherichia coli)

El resultado final es la producción de muchas bacterias portadoras del genotipo viral (lisogénicas).
En un momento dado las bacterias lisogénicas puede activarse y producir un ciclo lítico.

LWOFF y la lisogenia

André Michael Lwoff  (1902-1994) Biólogo francés, estudió en la Universidad de París, trabajó en el Instituto Pasteur y ocupó la Cátedra de Microbiología de la Facultad de Ciencias.
Lwoff descubrió que cuando un virus bacteriófago infecta a una bacteria, el material genético del virus se incorpora al de la bacteria y a partir de ese momento, cuando la bacteria se reproduce, también se reproduce el material genético del virus en forma no infecciosa (profago). Este fenómeno se denomina LISOGENIA.
Solo en ciertas ocasiones este profago se puede activar y en ese caso producir la lisis bacteriana.
Lwoff también descubrió que algunas vitaminas actúan como coenzimas, favoreciendo la acción de determinados enzimas.
En 1965 se le otorgó el Premio Nobel de Fisiología y Medicina (que compartió con los también franceses Jacques Monod y François Jacob), por el descubrimiento de la lisogenia.

Pirámides de tierra, Chimeneas de hadas, Chimeneas de brujas, "Dames coiffés" (Señoritas con sombrero)

Como consecuencia de la acción geológica de las aguas salvajes o de arroyada se producen estas espectaculares formaciones que reciben distintas denominaciones, posiblemente la mas utilizada es la de Pirámides de tierra (aunque para ser exactos deberíamos llamarlas conos de tierra si tenemos en cuenta su morfología).

Cuando las aguas de lluvia caen sobre materiales sueltos, arrastran con facilidad los de grano más fino y los bloques grandes protegen de la erosión a los materiales que están debajo, actuando como paraguas.

El agua de lluvia sigue erosionando y continua arrastrando los materiales sueltos que no están bajo la protección de los bloques, con lo que las pirámides de tierra son cada vez más altas y delgadas.

Cuando los materiales subyacentes ya no resisten el peso de los bloques estos se caen (a figura 5 y b figura 6) a partir de ese momento la pirámide es erosionada rápidamente.



















Este proceso de denudación tiene como resultado insólitos paisajes de indudable belleza como los que se pueden observar en las siguientes imágenes:

En este proceso influyen decisivamente el clima, el régimen de pluviosidad, la pendiente del terreno y la ausencia de vegetación.
Lentamente el agua de lluvia ha ido erosionando y transportando los materiales más ligeros. Con el paso del tiempo el paisaje fue cambiando y las formaciones actuales son una prueba evidente de la constante actividad de los agentes geológicos externos.