La desembocadura de los ríos: Estuarios, Marismas y Deltas

Las corrientes fluviales que desembocan en el mar lo hacen de forma muy diferente según las características del rio y del mar en que vierten sus aguas así:

<> Si el rio desemboca en un mar abierto con fuerte oleaje y mareas muy acusadas, la fuerza del agua arrastra mar a dentro los sedimentos fluviales y estos no se depositan en la desembocadura, formándose un estuario muy abierto y limpio, como el del rio Loira o el del Sena.

 <> Si la zona de la desembocadura es más tranquila y es menor el oleaje, parte de los sedimentos fluviales se depositan en la desembocadura y otra parte será arrastrada por el mar, en este caso tendremos una marisma como sucede en el rio Odiel.

<> Si el rio desemboca en un mar cerrado con poco oleaje y mareas muy reducidas el mar no tiene fuerza para arrastrar los sedimentos y estos se almacenan en la desembocadura formándose un delta como en los ríos Misisipi, Ebro, Ródano o Nilo, el rio en esta zona discurre sobre sus propios sedimentos dividido en numerosos brazos.

Los deltas evolucionan con el tiempo, primero se produce la sedimentación subacuática  y luego se va desarrollando la parte aérea del delta, en principio los sedimentos se extienden invadiendo el mar en varias direcciones: delta en  "pata de gallina" (1) (como sucede en el delta del Misisipi), mas tarde seguirá evolucionando el delta hasta llegar finalmente a la forma triangular característica del delta del Nilo (3). Las del Ebro y del Ródano (2) son deltas que se encuentran en estadios evolutivos intermedios.

En los deltas fluviales las condiciones del depósito de materiales suelen ser muy variables por lo que resultan muy frecuentes los fenómenos de sedimentación cruzada (ver la entrada del 17 de mayo de 2020)

KORNBERG y la DNA polimerasa

Arthur Kornberg (1918-2007) bioquímico estadounidense, se doctoró en medicina en la Universidad de Rochester en 1941. Trabajó en Maryland en el Instituto Nacional de Sanidad de Bethesda y fue profesor de microbiología en las Universidades de Washington en San Luis y de Stanford en California. Se dedicó al estudio de enzimas y coenzimas como la FAD y la DPN y posteriormente a la investigación de los nucleótidos que forman los ácidos nucleicos.
En 1956 y trabajando con Escherichia coli, descubrió el enzima DNA polimerasa formado por unos 1000 aminoácidos y capaz de unir unos 1000 nucleótidos por minuto en dirección 5'--3´, formando una nueva cadena de DNA complementaria de cada cadena de la molécula de DNA celular. Este descubrimiento fue esencial para conocer el proceso de autoduplicación o replicación del DNA, uno de los mecanismos esenciales en la transmisión de la información genética. (ver entrada del 24 de febrero de 2019).
Kornberg recibió en el año 1959 el Premio Nobel de Fisiología y Medicina, que compartió con nuestro compatriota Severo Ochoa.

El efecto invernadero explicado de una manera sencilla

El efecto invernadero se produce como consecuencia de la existencia en la atmósfera de gases como el CO2 o el metano que dejan pasar la energía lumínica del sol, pero dificultan la dispersión de la energía calorífica desde la superficie terrestre al exterior de la atmósfera.

Para comprender mejor lo que el efecto invernadero supone para  nuestro planeta, vamos a poner un ejemplo práctico:

Si un día vamos a la playa y dejamos el coche al sol:

Los rayos solares (en amarillo) penetran a través de los cristales de las ventanillas y calientan fuertemente el habitáculo, especialmente el salpicadero, el  volante y la tapicería, y más aún si son de color negro, subiendo mucho la temperatura en el interior del vehículo ya que el aire caliente (en rojo) no puede salir a través de los cristales.

Los cristales del coche se  comportan como los gases de efecto invernadero acumulados en la atmósfera, que dejan pasar la radiación solar que entra, pero impiden el paso a la radiación térmica que sale, haciendo que la temperatura de la superficie terrestre aumente.

El principal gas de efecto invernadero es el CO2, que se produce en todas las combustiones: motores de los vehículos, calefacciones domésticas, industrias, grandes incendios, etc., también es expulsado por todos los seres vivos en la respiración.

Pero por suerte los vegetales consumen enormes cantidades de CO2 en la fotosíntesis, liberando O2 a la atmósfera.  Es por eso MUY IMPORTANTE que cuidemos y mantengamos adecuadamente los vegetales: plantas herbáceas, arbustos y árboles que forman nuestros bosques, así como las algas y demás plantas marinas como zosteras y posidonias.
Muchos animales como los moluscos o los corales también  emplean el CO2 para formar sus conchas o esqueletos.

La RNA polimerasa y el proceso de TRANSCRIPCIÓN

Como vimos en la entrada del día 5 de noviembre de 2018, el FLUJO DE INFORMACIÓN GENÉTICA en los seres vivos se compone de tres procesos AUTODUPLICACIÓN DEL DNA, TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN, que constituyen el "DOGMA FUNDAMENTAL DE LA BIOLOGÍA"


El primero de los procesos: la AUTODUPLICACIÓN o REPLICACIÓN DEL DNA ya se trató con detenimiento en la entrada del día 24 de febrero de 2019, hoy dedicamos nuestra entrada al segundo de los procesos: la TRANSCRIPCIÓN

La RNA polimerasa, que fue descubierta por nuestro compatriota Severo Ochoa, es un enzima importantísimo que participa decisivamente en el proceso de TRANSCRIPCIÓN es decir en la formación de RNA a partir del DNA celular.
Es un enzima de tamaño muy grande, unos 100 Å de diámetro, por lo que puede observarse al ME y es una proteína con estructura cuaternaria, formada por varias subunidades que constituyen el holoenzima, que va unido a proteínas accesorias.

*En las células procariotas el proceso de TRANSCRIPCIÓN ocurre en el protoplasma y existe un solo enzima RNA polimerasa que posee 5 subunidades y sintetiza todos los tipos de RNA

TRANSCRIPCIÓN y TRADUCCIÓN en procariotas son mecanismos acoplados pues ambos ocurren en el protoplasma.




*En las células eucariotas la TRANSCRIPCIÓN tiene lugar en el núcleo celular y en ellas existen tres tipos de RNA polimerasa I, II y III, que participan en la síntesis de los distintos tipos de RNA

• La RNA polimerasa I interviene en la síntesis del RNA ribosómico (constituyente de los ribosomas) rRNA

• La RNA polimerasa II participa en la formación del RNA heterogéneo nuclear hnRNA que es el precursor del RNA mensajero mRNA, está constituida por un complejo multienzimático de 12 subunidades.

• La RNA polimerasa III es la encargada de la formación del RNA de transferencia tRNA

Vamos a ver el proceso de transcripción en eucariotas para la formación de un RNA mensajero, en el proceso interviene la RNA polimerasa II.

En eucariotas al existir en el gen intrones que no se codifican, el RNA tiene que sufrir un proceso de maduración durante el cual se eliminarán los intrones.

Así mismo cabe destacar que en eucariotas la TRANSCRIPCIÓN ocurre en el núcleo celular, mientras que la TRADUCCIÓN sucede en los ribosomas del citoplasma, por lo que son procesos independientes.

Las enfermedades emergentes

Gracias al descubrimiento de los antibióticos y al uso de las vacunas, muchos de los microorganismos que causaban epidemias devastadoras en el pasado, como la peste, el cólera o la viruela, han dejado de ser una preocupación. Pero el control de estas antiguas enfermedades no ha impedido que surjan nuevas infecciones producidas por agentes patógenos desconocidos hasta el momento, que suponen un desafío continuo para la especie humana y que nos recuerdan, día tras día, la importancia del trabajo que realizan nuestros investigadores y del empleo de mayores recursos en sanidad e investigación.

En las últimas décadas han surgido enfermedades como el SIDA, el ébola, la gripe aviar, la enfermedad de las vacas locas y las epidemias de hantavirus y coronavirus.
La última pandemia que estamos sufriendo, la que causa la covid-19, nos vuelve a recordar la importancia de que nuestra sociedad se prepare para prevenir de un modo más eficaz las pandemias que se producirán en el futuro y así evitar la pérdida de un gran número de vidas humanas.


Hay que tener muy en cuenta además que en la actualidad se dan unas circunstancias muy especiales que favorecen el desarrollo de nuevas pandemias:

• ·         El uso masivo de antibióticos, que potencia y favorece la aparición de gérmenes más resistentes por simple evolución.

• ·         La masificación de los vuelos aéreos, que favorece la rápida diseminación de los agentes patógenos por todos los continentes en un corto espacio de tiempo, como ha ocurrido con la reciente pandemia del coronavirus.

• ·         La destrucción progresiva de algunos ecosistemas como las selvas tropicales, que ocasiona fuertes desequilibrios que condicionan la actuación de vectores de transmisión (pulgas, mosquitos murciélagos, etc.)

• ·         Las migraciones masivas de población, originadas por los conflictos bélicos o las ínfimas condiciones económicas y de supervivencia de determinados países, que favorecen la diseminación de gérmenes patógenos.

• ·         El avance imparable de la contaminación, que cada vez afecta más a nuestro organismo y en especial a nuestro sistema inmunitario, debilitándonos ante las infecciones.

SEVERO OCHOA y la RNA polimerasa

Severo Ochoa de Albornoz (1905-1993) Médico y bioquímico español nacionalizado estadounidense, estudió Medicina en la Universidad Complutense de Madrid, doctorándose en 1929, siendo auxiliar de Fisiología, en 1931 amplió sus estudios en Heidelberg donde colaboró con Meyerhof, e investigó en Londres, Plymouth, Oxford y más tarde en Estados Unidos en las Universidades de Washington. en San Luis y en la de Nueva York de la que fue jefe del Departamento de Bioquímica.
Su principal aportación a la ciencia fue el descubrimiento en Escherichia coli del enzima polinucleótido fosforilasa (RNA polimerasa) que interviene en la síntesis de RNA y que utilizó para la obtención in vitro de ácido ribonucleico a partir de nucleótidos.  Sus investigaciones y las realizadas por su discípulo Arthur Kornberg contribuyeron decisivamente en el posterior descifrado del código genético.
Por sus trabajos de investigación recibió numerosos premios como la medalla Gallatin, la medalla Bewberg o el Ramón y Cajal y fue elegido Doctor Honoris Causa por las Universidades de Salamanca, Córdoba, Granada, Oviedo, País Vasco.....
En el año 1959 Severo Ochoa recibió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina por sus investigaciones, premio que compartió con Kornberg.

Enfermedades nosocomiales, el proceso evolutivo continúa.

En los años 1999, 2007 y 2015 un hongo del género Aspergillus generó gran alarma social, pues tuvieron que clausurarse algunos quirófanos de distintos hospitales españoles  debido a la muerte de pacientes que, durante las operaciones a las que habían sido sometidos, resultaron infectados por el hongo. Hospitales de Madrid, Alcalá de Henares, Barcelona, Bilbao, Mallorca, Zaragoza, Vigo y Ávila  presentaron varios casos muy alarmantes. (El Aspergillus fumigatus puede ocasionar una aspergilosis invasora que conlleva elevados índices de mortalidad).

Aspergillus fumigatus

Además del Aspergillus, también son muy frecuentes en los centros hospitalarios las infecciones por el hongo Candida albicans, así como por las bacterias Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Legionella pneumophila y Escherichia coli o diversos virus como el de la hepatitis, rotavirus, enterovirus, citomegalovirus y herpes simple.

Las enfermedades nosocomiales (del griego nosocomio: hospital, lugar donde se cura) son relativamente frecuentes en todos los Hospitales europeos, el porcentaje de los pacientes que se ven afectados por estas infecciones hospitalarias oscila entre un 7% y un 10%, aunque en casos excepcionales se puede llegar puntualmente hasta un 20% (En España normalmente nos movemos alrededor del  8 %). 
Se podría pensar que estos casos se deben a la falta de higiene en determinados Hospitales, o a que no se cumplen debidamente los protocolos de desinfección establecidos, pero esa conclusión es por lo general incorrecta. Los quirófanos y demás instalaciones hospitalarias son sometidos regularmente a exhaustivos protocolos de desinfección y la higiene en la mayoría de los casos es extrema, pero en algunas ocasiones los microorganismos más resistentes a antibióticos de amplio espectro, productos químicos y desinfectantes consiguen aguantar en esos ambientes y pueden infectar a  pacientes susceptibles como los inmunodeprimidos.  Es un caso de adaptación a las adversas condiciones de ese hábitat, en el que solo pueden sobrevivir los microorganismos más aptos, un claro ejemplo de la continua evolución de las especies.

Estratificación cruzada

En la entrada del 5 de diciembre de 2018 vimos que los sedimentos se depositan en capas o estratos horizontales, de manera que los mas antiguos (1, 2 y 3) se encuentran en la parte baja y los mas modernos (8, 9 y 10) se sitúan en la zona superior.  (en el esquema todos los estratos son concordantes)















También revisamos los distintos tipos de discordancias que pueden aparecer en una serie estratigráfica y entre ellas vimos la discordancia angular en la que, como se puede apreciar en el siguiente esquema, los estratos inferiores están inclinados mientras que los superiores son horizontales. El plano de contacto entre los dos grupos de estratos es una discordancia angular.















En algunos ambientes como en los depósitos deltaicos y dunares,  se pueden generar rocas de tipo arenisca que suelen presentar microestratificaciones con numerosas discordancias angulares, el fenómeno se denomina estratificación cruzada.  En las siguientes imágenes se puede observar dicha estratificación cruzada. Las líneas rojas corresponden a los planos de discordancia y las blancas a la inclinación de los estratos.

Tipos de anticuerpos: IgG, IgA, IgM, IgD e IgE

En la entrada del día 2 de octubre de 2013 se describía la estructura molecular de un anticuerpo o inmunoglobulina.
Existen 5 tipos de ANTICUERPOS o INMUNOGLOBULINAS: IgG, IgA, IgM, IgD e IgE

En la siguiente tabla se pueden observar sus principales características:

Las Ig M son las responsables de la respuesta primaria (véase entrada del día 5 de este mes)
Las Ig G son las responsables de la respuesta secundaria

En el siguiente esquema se pueden apreciar las estructuras espaciales de los 5 tipos de Inmunoglobulinas:

KITASATO. Antígenos y anticuerpos.

Shibasaburo Kitasato (1852-1931) médico y bacteriólogo japonés, estudió medicina en Kumamoto, en la Universidad Imperial de Tokio y en Berlín, donde fue alumno de Robert Koch. Fue el primero en aislar un cultivo puro del bacilo tetánico.Trabajando en colaboración con Behring desarrollaron un suero para la curación del tétanos e investigaron antitoxinas (Anticuerpos) contra el ántrax y la difteria. Behring y Kitasato propusieron la teoría de la Inmunidad humoral según la cual en la sangre circulaban antitoxinas (Anticuerpos) que actuaban para neutralizar a los agentes extraños (Antígenos).
Kitasato también investigó otras enfermedades: la tuberculosis, la peste bubónica (cuyo bacilo descubrió independientemente de Yersin (ver entrada del 16 de noviembre de 2017)  y la disentería.
En el año 1901 Kitasato fue propuesto junto a Behring para la primera edición de Premio Nobel de Fisiología y Medicina, por el descubrimiento de la antitoxina contra la difteria, finalmente solo fue galardonado Behring.

Mikiola fagi, agallas en las hojas de haya

Las agallas o cecidias (ver entrada del 23 de octubre de 2017) son unas tumoraciones que se producen en los vegetales como mecanismos de defensa. Hay gran número de insectos que depositan sus huevos en  diversas partes de los vegetales y estos se defienden produciendo estructuras para mantener aislados los huevos.

En el caso de el haya (Fagus sylvatica), un díptero (mosquito de la familia Cecidomyidae) denominado Mikiola fagi  Hartig, deposita sus huevos sobre la superficie de las hojas del haya. El vegetal para protegerse desarrolla, sobre las nerviaciones del haz de las hojas, unas estructuras piriformes y verdosas que van adquiriendo progresivamente tonos rojizos, muy características como puede verse en las fotografías, cada una de esas estructuras es hueca y portadora de una larva en su interior. En octubre se desprenden de la hoja y caen al suelo donde se produce la pupación, emergiendo en marzo o abril el mosquito adulto.

La respuesta inmune primaria y secundaria

CARACTERÍSTICAS DE LA RESPUESTA INMUNE
(Recordar los conceptos de Antígeno y Anticuerpo de la entrada del día 2 de octubre de 2013)

a)      M E M O R I A

Es la capacidad para reconocer los ANTÍGENOS con los que se ha estado en contacto anteriormente (EL 2º CONTACTO CON EL ANTÍGENO DESENCADENA UNA RESPUESTA MASIVA DE PRODUCCIÓN DE ANTICUERPOS)

Cuando se inyecta un antígeno (toxoide estafilocócico) a conejos en el laboratorio se produce una respuesta primaria (se originan pocos anticuerpos IgM, y la respuesta es lenta).

Si posteriormente se le vuelve a inyectar el mismo antígeno, aunque sea en una cantidad muy pequeña se producen rápidamente gran cantidad de anticuerpos IgG  y dichos anticuerpos se mantienen mucho tiempo en circulación, esta es la repuesta secundaria

      En el proceso de memoria se basa la vacunación.

b)      E S P E C I F I C I D A D

La respuesta frente un Antígeno se realiza contra él y no contra otro diferente

c)      R E C O N O C I M I E N T O    C O M O    N O    P R O P I O

Cualquier sustancia extraña que penetre en el organismo se reconoce como no propia y se producen Anticuerpos contra ella.