Escribo para mí, para recordar algunas ideas que me interesan. Con el tiempo he descubierto que existe más o menos un nexo común en esas ideas. Aviso: Este blog no es un consultorio de salud.
viernes, 31 de marzo de 2017
miércoles, 29 de marzo de 2017
Las partes de un artículo científico
domingo, 26 de marzo de 2017
Estructuras ocultas en el ADN bacteriano
Reproducido de biotech-spain.com
El ADN contiene las instrucciones de la vida , que están
codificadas en los genes. Dentro de todas las células, el ADN
se organiza en unas estructuras conocidas como cromosomas. En
las células animales y vegetales las terminaciones de los
cromosomas se desdoblan, como las hebras de una cuerda o del
cordón de un zapato , pero en las bacterias los cromo so mas
son circulares. Tanto si son como hebras o circulares, estos
largos cromosomas deben organizarse y empaquetarse dentro de la
célula, de manera que los genes puedan activarse o desactivarse
cuando sea necesario.
En un trabajo conjunto con científicos en España, Japón y Australia, investigadores liderados por Luis Serrano, profesor de investigación ICREA y jefe del grupo de investigación Diseño de Sistemas Biológicos en el Centro de Regulación Genómica, centraron su atención en la organización del ADN en un organismo con un genoma extremadamente reducido: el patógeno de la neumonía, Mycoplasma pneumoniae. Su cromosoma circular es cinco veces más pequeño que el de bacterias más grandes, como por ejemplo el de la Escherichiacoli .
Mediante una técnica denominada Hi - C*, que muestra las interacciones entre diferentes partes de l ADN, los investigadores crearon un ‘mapa’ tridimensional del cromosoma de Mycoplasma . A continuación , usaron microscopía de súper - resolución para demostrar que este mapa generado por ordenador coincidía con la organización real del cromosoma dentro de células bacterianas.
En particular, el equipo del CRG que contaba con la experiencia en Mycoplasma del grupo liderado por Luis Serrano y con la colaboración del también profesor de investigación ICREA Marc Marti - Renom en el CRG - CNAG, descubrieron que el cromosoma circular de Mycoplasma está organizado uniformemente de la misma forma en todas las células, con una región llamada Origen (donde comienza la copia del ADN) en uno de los extremos de la estructura y el Punto Medio del cromosoma ubicado en el extremo contrario. Esta estructura es similar a la observada en otras especies de bacterias más grandes.
Los científicos también usaron la técnica Hi - C para estudiar patrones más detallados de la organización dentro del genoma de Mycoplasma . En los últimos años, científicos de todo el mundo han investigado la organización de los cromosomas dentro de las células de especies que van desde grandes bacterias hasta humanos. La secuenciación de última generación ha permitido a los científicos ‘leer’ la secuencia de ADN de cualquier genoma, pero esto no muestra cómo la información genética se gestiona y organiza en el interior de una célula. Ahora existen nuevas herramientas que han permitido descubrir estructuras complejas de organización en los genomas de organismos más grandes , con algunas regiones de cromosomas agrupados para formar dominios que contienen genes que se activan y desactivan en conjunto.
Sin embargo, se creía que estos dominios no se encontrarían en Mycoplasma porque su genoma es muy pequeño y tan solo produce alrededor de 20 proteínas diferentes responsables de organizar el cromosoma, en comparación con los cientos de proteínas que producen otras especies bacterianas.
Curiosamente, el equipo del CRG desc ubrió que a pesar de que el diminuto cromosoma de Mycoplasma se organiza en diferentes dominios estructurales, cada uno contiene genes que también se activan y desactivan de manera coordinada.
Marie Trusssart, primera autora del estudio, comenta: “El estudio de una bacteria con un genoma tan reducido supuso un gran reto técnico, especialmente porque usábamos microscopía de súper - resolución, y nos llevó cinco años completar el proyecto. Sospechábamos que el genoma de Mycoplasma podía tener una organización general similar a otras bacterias, pero nos sorprendió muchísimo descubrir que también estaba organizado en dominios, que pueden considerarse unidades reguladoras de la organización de la cromatina , y que hubiéramos identificado una capa de la regulación génica hasta entonces desconocida ” . Y añade : “ Este estudio muestra que la organización y el control de los genes no se puede entender sólo mirando la secuencia lineal del ADN en el genoma. De hecho, para disponer de la foto completa de la regulación génica necesitamos echar un vistazo a la organización tridimensional de la cromatina, que también coordina la actividad de los genes.”
El descubrimiento sugiere que este nivel de organización y control genético es común a todos los organismos vivos, desde el más grande al más pequeño, y que se consigue con poco más de un puñado de proteínas de unión del ADN y las propiedades estructurales del propio ADN.
El equipo del CRG ha estado trabajando durante mucho tiempo para conseguir análisis cuantitativos detallados de Mycoplasma pneumoniae a todos los niveles: desde genéticos a metabólicos, incluidos los patrones de actividad génica y composición de proteínas, y más. Planean usar este descubrimiento para complementar la investigación centrada en controlar y manipular la actividad de los genes en bacterias modificadas genéticamente, lo que tiene muchas e importantes aplicaciones médicas e industriales.
En un trabajo conjunto con científicos en España, Japón y Australia, investigadores liderados por Luis Serrano, profesor de investigación ICREA y jefe del grupo de investigación Diseño de Sistemas Biológicos en el Centro de Regulación Genómica, centraron su atención en la organización del ADN en un organismo con un genoma extremadamente reducido: el patógeno de la neumonía, Mycoplasma pneumoniae. Su cromosoma circular es cinco veces más pequeño que el de bacterias más grandes, como por ejemplo el de la Escherichiacoli .
Mediante una técnica denominada Hi - C*, que muestra las interacciones entre diferentes partes de l ADN, los investigadores crearon un ‘mapa’ tridimensional del cromosoma de Mycoplasma . A continuación , usaron microscopía de súper - resolución para demostrar que este mapa generado por ordenador coincidía con la organización real del cromosoma dentro de células bacterianas.
En particular, el equipo del CRG que contaba con la experiencia en Mycoplasma del grupo liderado por Luis Serrano y con la colaboración del también profesor de investigación ICREA Marc Marti - Renom en el CRG - CNAG, descubrieron que el cromosoma circular de Mycoplasma está organizado uniformemente de la misma forma en todas las células, con una región llamada Origen (donde comienza la copia del ADN) en uno de los extremos de la estructura y el Punto Medio del cromosoma ubicado en el extremo contrario. Esta estructura es similar a la observada en otras especies de bacterias más grandes.
Los científicos también usaron la técnica Hi - C para estudiar patrones más detallados de la organización dentro del genoma de Mycoplasma . En los últimos años, científicos de todo el mundo han investigado la organización de los cromosomas dentro de las células de especies que van desde grandes bacterias hasta humanos. La secuenciación de última generación ha permitido a los científicos ‘leer’ la secuencia de ADN de cualquier genoma, pero esto no muestra cómo la información genética se gestiona y organiza en el interior de una célula. Ahora existen nuevas herramientas que han permitido descubrir estructuras complejas de organización en los genomas de organismos más grandes , con algunas regiones de cromosomas agrupados para formar dominios que contienen genes que se activan y desactivan en conjunto.
Sin embargo, se creía que estos dominios no se encontrarían en Mycoplasma porque su genoma es muy pequeño y tan solo produce alrededor de 20 proteínas diferentes responsables de organizar el cromosoma, en comparación con los cientos de proteínas que producen otras especies bacterianas.
Curiosamente, el equipo del CRG desc ubrió que a pesar de que el diminuto cromosoma de Mycoplasma se organiza en diferentes dominios estructurales, cada uno contiene genes que también se activan y desactivan de manera coordinada.
Marie Trusssart, primera autora del estudio, comenta: “El estudio de una bacteria con un genoma tan reducido supuso un gran reto técnico, especialmente porque usábamos microscopía de súper - resolución, y nos llevó cinco años completar el proyecto. Sospechábamos que el genoma de Mycoplasma podía tener una organización general similar a otras bacterias, pero nos sorprendió muchísimo descubrir que también estaba organizado en dominios, que pueden considerarse unidades reguladoras de la organización de la cromatina , y que hubiéramos identificado una capa de la regulación génica hasta entonces desconocida ” . Y añade : “ Este estudio muestra que la organización y el control de los genes no se puede entender sólo mirando la secuencia lineal del ADN en el genoma. De hecho, para disponer de la foto completa de la regulación génica necesitamos echar un vistazo a la organización tridimensional de la cromatina, que también coordina la actividad de los genes.”
El descubrimiento sugiere que este nivel de organización y control genético es común a todos los organismos vivos, desde el más grande al más pequeño, y que se consigue con poco más de un puñado de proteínas de unión del ADN y las propiedades estructurales del propio ADN.
El equipo del CRG ha estado trabajando durante mucho tiempo para conseguir análisis cuantitativos detallados de Mycoplasma pneumoniae a todos los niveles: desde genéticos a metabólicos, incluidos los patrones de actividad génica y composición de proteínas, y más. Planean usar este descubrimiento para complementar la investigación centrada en controlar y manipular la actividad de los genes en bacterias modificadas genéticamente, lo que tiene muchas e importantes aplicaciones médicas e industriales.
Fuente: Centre for Genomic Regulation
http://www.crg.eu/sites/default/files/adjuntos_news/170322%20NdP%203D%20Structure%20NatComm%20LSerrano%20ESP.pdfFuente: Centre for Genomic Regulation
http://www.crg.eu/sites/default/files/adjuntos_news/170322%20NdP%203D%20Structure%20NatComm%20LSerrano%20ESP.pdfFuente: Centre for Genomic Regulation
http://www.crg.eu/sites/default/files/adjuntos_news/170322%20NdP%203D%20Structure%20NatComm%20LSerrano%20ESP.pdfdomingo, 19 de marzo de 2017
Relaciones de parentesco: Virus, bacterias y células eucariotas
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| ¿Qué fue antes el huevo o la gallina? ¡El huevo! |
La
ciencia no considera a los virus como seres vivos. Personalmente creo
que si lo son. Hace 4000 millones de años, en la sopa de moléculas
orgánicas que había repartida por mares y lagos en la joven tierra, los
primeros seres vivos debían ser algo parecidos a los virus: moléculas de
ARN autorreplicantes, rodeados de una membrana de tipo proteico. Sus
fuentes de energía y de alimento debían ser esas moléculas orgánicas que
surgieron espontaneamente, según nos muestra Oparín
en sus experimentos. Cuando apareció la primera bacteria, éstas
debieron de acabar con ese buffet libre de moléculas orgánicas y a los
virus no les quedó más remedio que volverse patógenos intracelulares.
¿Se descubrirá algún día un virus de vida libre en una cueva profunda
sin presencia de células de verdad? estoy seguro de que si. Pero por ahora esta pregunta es
simplemente una hipótesis.
Recientemente se ha descubierto de que los virus se pueden comunicar entre si. Todo indica que debemos de cambiar nuestra manera de pensar y admitir que los virus son seres vivos. Tienen un comportamiento sofisticado y han evolucionado a partir de un mismo ancestro común al igual que las células de animales y plantas.
De los virus primitivos surgen las primeras células bacterianas
Hace 3700 millones de años las bacterias ya construían ciudades en forma de tubos. Por ahora, en 2017, los humanos solo podemos soñar en vivir en ciudades tubulares, algo que ya hacían las bacterias en el principio de los tiempos.
Las bacterias son células con membrana lipídica, es decir, de grasa. Hay dos clases de bacterias, las más primitivas, llamadas Arqueobacterias, estas bacterias suelen ser anaerobias, viven sin oxígeno en charcas de aguas sulfurosas o en el fondo de lagos y mares. Son más grandes que el grupo más común para nosotros, las eubacterias, o bacterias verdaderas. Estas son las bacterias que suelen causar enfermedades en los humanos, por eso las conocemos más.
Las arqueobacterias tienen un citoesqueleto primitivo. Las eubacterias, el grupo de bacterias entre las que se encuentran a las bacterias que aprendieron a transformar el CO2 + H20 y convertirlo en azucar y O2. Al ser bacterias acostumbradas al oxígenos son bacterias más cercanas a nosotros. Hay algo curioso de las eubacterias: las bacterias que tienen el cromosoma más pequeño se dividen más rápidamente. Me explico. Si hay dos bacterias, llamémoslas A y B. A tiene el doble de genes que B. Si tiene el doble de genes podrá hacer muchas más cosas. El problema con A es que para dividirse tarda el doble de tiempo que B.
Recientemente se ha descubierto de que los virus se pueden comunicar entre si. Todo indica que debemos de cambiar nuestra manera de pensar y admitir que los virus son seres vivos. Tienen un comportamiento sofisticado y han evolucionado a partir de un mismo ancestro común al igual que las células de animales y plantas.
De los virus primitivos surgen las primeras células bacterianas
Tubos bacterianos descubiertos en Nuvvuagittuq. Fuente: Nature
Hace 3700 millones de años las bacterias ya construían ciudades en forma de tubos. Por ahora, en 2017, los humanos solo podemos soñar en vivir en ciudades tubulares, algo que ya hacían las bacterias en el principio de los tiempos.
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| Ciudad orbital tubular Elysium |
Árbol filogenético de la vida. La primera célula aparecida hace 4000
millones de años da lugar a dos grupos de bacterias: las
arqueobacterias, en rojo, y las eubacterias (líneas azules). Las
arqueobacterias y las eubacterias mediante simbiosis se juntan para
formar la célula eucariota (línea en morado), las células típicas de
animales, plantas, hongos y protozoos
Las bacterias son como globos a presión. Para evitar estallar están recubiertos de una malla de peptidoglicano. Hay dos tipos de eubacterias, las Gram positivas y las Gram negativas. Las bacterias Gram positivas tienen una malla de peptidoglicano más grande y por eso mismo tienen mayor presión, unas 25 atmósferas, es decir, la misma presión que existe a 250 metros bajo el mar. Las bacterias Gram negativas, con una malla más finita, tienen alrededor de 5 atmósferas de presión.
La penicilina mata a las bacterias interfiriendo con la producción de una malla que impide que exploten, porque las bacterias están a presión. Cuando las bacterias crecen para después poder dividirse, la malla se afloja y ya no vuelve, por culpa de la penicilina, a tupirse. Cuando la malla ya no puede retener la presión interna de las bacterias, éstas explotan
Bacterias a presión, virus con forma de bomba neumática
Cuando las bacterias acabaron con la sopa biológica de moléculas orgánicas que servía de alimento a los virus primitivos, éstos empezaron a depredar a aquellas que les habían quitado su fuente de energía y recursos: las bacterias. Como las bacterias estaban a presión fueron seleccionados para convertirse en unas máquinas que inyectasen su ADN o ARN en el interior de las bacterias. Por ese motivo los virus de bacterias, los bacteriófagos, son parecidos a los mosquitos.
Una llave para entrar y otra para salir
Las células eucariotas, 100 veces más grandes que las bacterias, no están a presión. Se acuerdan que las arqueobacterias si tenían un esqueleto? pues bien, en un momento de la evolución las arqueobacterias que no sabían vivir con el 02 se alían con las eubacterias que si sabían vivir con el oxígeno, estas bacterias son las que van a originar el orgánulo celular de las mitocondrias. Las arqueobacterias, más grandes que las eubacterias, dotan al consorcio arqueo-eubacterias de una membrana flexible, sin presión interior. Para mantener la forma utilizan el citoesqueleto, lo mismo que una carpa de camping tiene varillas para mantenerla derecha.
El autor del blog disfrazado de bacteria (aunque recuerda al muñeco de Michelín) con un modelo de bacteria (un globo de globoflexia) y detrás una carpa de camping como modelo de célula eucariota que no tiene presión y tiene citoesqueleto (las varillas de la carpa)
Como la célula eucariota no tiene presión, los virus que parasitan a este tipo de células tienen otra manera de entrar. Utilizan una llave que se va a unir a un receptor de la célula y de esa manera van a entrar provocando una invaginación dentro de la célula, un poco como cuando soplamos en una burbuja de jabón que se invagina para formar una burbuja más pequeña en su interior.
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| El virus de la gripe tiene dos llaves, una de entrada (la hemaglutinina) y otra de salida (la neuraminidasa. En su interior, dentro de una bicapa lipídica se encuentra su ARN. |
Los virus de eucariotas son los que nos importan porque atacan a células como las humanas. A continuación os presento las fotografías de microscopía electrónica de virus humanos:
Los 10 virus humanos más letales
Influenza
La gripe
estacionaria, una de las más comunes pues puede atacar a cualquier
persona a cualquier edad. Hay tres tipos (A,B y C) y varios subtipos
y se propaga mediante estornudos. Anualmente se calculan de 3 a 5
millones de casos alrededor del mundo de los cuales entre 250,000 y
500,000 resultan mortales. Curiosamente esta enfermedad es un factor
económico decisivo pues una pandemia puede causar abstencionismo y
baja en las tazas de productividad además de un gran gasto en la
salud pública.
Rotavirus
Una de las
enfermedades diarreicas más comunes entre poblaciones de escasos
recursos y que cada año causa alrededor de 450,000 muertes de
menores a 5 años por falta de acceso a vacunas. Se transmite a
través de las heces y por falta de medidas higiénicas. En Ecuador 1 de cada 4 diarreas en niños está producida por rotavirus.
Fiebre Amarilla
Sarampión
Hantavirus
Hepatitis B
Hepatitis C
Rabia
Dengue
Sida o VIH
El tamaño si importa
Cuando se habla de tamaño no hay que confundir longitud con volumen. Diferencias en longitud de 10 veces se convierten en volumen en diferencias de 1000 veces. Por ejemplo, un metro cúbico es mil veces el litro y un litro tienen mil centímetros cúbicos. La escala es mil veces. En cambio, en este ejemplo, si tenemos en cuenta las longitudes la escala es de 10: la longitud de 1 metro cúbico es de 10 veces 10 cm. Un litro es 10x10x10 cm.
En general, en longitud, una bacteria es 10 veces más pequeña que una célula eucariota (como las de los humanos o las plantas) y un virus es 10 veces más pequeño que una bacteria.
sábado, 18 de marzo de 2017
L-carnitina y bacterias
Una molécula que te ayuda a quemar grasas
La L-carnitina ayuda a las bacterias a soportar el estrés osmótico debido a bajas temperaturas o la salinidad. Cuando las bacterias mediante simbiosis crearon la primera célula eucariota, esta molécula dejó de tener importancia para controlar el estrés osmótico porque la bacteria que dió lugar a las mitocondrias ya no estaba en el exterior, ahora estaba dentro de la célula eucariota. La L-carnitina, al no tener presión natural para conferir protección frente al estrés osmótico, bajas temperaturas o salinidad fue seleccionada para un nuevo papel: proteína transportadora de ácidos grasos al interior de la mitocondria.
En la célula eucariota, entonces, la L-Carnitina es una molécula cuyo principal papel es acelerar el proceso de oxidación de ácidos grasos. La deficiencia de carnitina conduce a una disminución importante de la producción de energía y al aumento de masa del tejido adiposo.
Esta molécula ha sido elegida por la industria alimentaria como aditivo a las bebidas isotónicas. Si además de electrolitos nuestra bebida ayuda a "quemar grasas" gracias a la L-carnitina, entonces nuestro producto va a ser el éxito.
Las bacterias intestinales hacen que la carne roja aumente el riesgo de enfermedad cardiovascular
Recientemente se ha descubierto que el consumo de L-carnitina está relacionado con el riesgo cardiovascular. El responsable es un metabolito llamado gamma-butirobetaína que se genera en mayor medida después de ingerir L-carnitina.
Una nueva investigación ofrece detalles sobre cómo las bacterias del intestino transforman un nutriente que se encuentra en la carne roja en metabolitos que aumentan el riesgo de desarrollar enfermedades del corazón. Los hallazgos, que se publican en Cell Metabolism, podrían conducir a nuevas estrategias para salvaguardar la salud cardiovascular de las personas.
Una investigación anterior, dirigida por el doctor Stanley Hazen, del Instituto de Investigación Lerner y el Instituto Familiar Miller del Corazón y Vascular en la Clínica Cleveland, ambos en Estados Unidos, reveló una vía por la que la carne roja puede promover la aterosclerosis o el endurecimiento de las arterias. Las bacterias en el intestino convierten L-carnitina, un nutriente abundante en la carne roja, en un compuesto llamado trimetilamina, que a su vez cambia a un metabolito llamado N-óxido de trimetilamina (TMAO, por sus siglas en inglés), que promueve la aterosclerosis.
En este nuevo trabajo, Hazen y su equipo amplían su investigación anterior e identifican otro metabolito, llamado gamma-butirobetaína, generado en mayor medida por las bacterias del intestino por efecto de la ingesta de L-carnitina, y que también contribuye a la aterosclerosis.
Los investigadores encontraron que la gamma-butirobetaína se produce como un metabolito intermediario por los microbios en una tasa mil veces mayor que la formación de trimetilamina en el intestino, siendo el metabolito más abundante generado a partir de la ingesta de L-carnitina por microbios en los modelos de ratón examinados.
Por otra parte, gamma-butirobetaína puede convertirse en trimetilamina y TMAO. Sin embargo, curiosamente, las bacterias que producen gamma-butirobetaína a partir de L-carnitina son diferentes de las especies bacterianas que producen trimetilamina a partir de L-carnitina.
El descubrimiento de que el metabolismo de la L-carnitina implica dos vías microbianas del intestino diferentes, así como distintos tipos de bacterias, sugiere nuevos objetivos para la prevención de la aterosclerosis, por ejemplo mediante la inhibición de diversas enzimas bacterianas o cambiando la composición bacteriana del intestino con probióticos y otros tratamientos.
"Los hallazgos identifican las vías y los participantes implicados con mayor claridad y ayudan a señalar objetivos para las terapias para intervenciones de bloqueo o prevención del desarrollo de enfermedades del corazón", celebra Hazen. "Aunque sea en el futuro, los estudios actuales pueden ayudarnos a desarrollar una intervención que permita comernos un bistec con menos preocupación por el desarrollo de enfermedades del corazón", concluye.
Cell Metabolism (2013); doi: 10.1016/j.cmet.2012.12.011
sábado, 11 de marzo de 2017
Signifers, encargados marcar el territorio
Poner etiquetas es un forma muy efectiva de definir un territorio. Un territorio tiene dueño si tiene una etiqueta que lo define.
En una centuria, compuesta de 80 hombres organizados en 10 cohortes de 8 hombres cada uno, había además otros tres oficiales: el tessararius, encargado de fijar la contraseña diaria, el optio, que era el lugarteniente del centurión, y el centurión, el máximo responsable de una centuria. En la centuria había también un oficial llamado signifer, que era el que portaba el estandarte.
El centurión y su lugarteniente, el optio, mandaban sobre la tropa. Las funciones del tessararius y las del signifer eran las de delimitar qué era lo propio. El tessararius, al encargarse de darle a los 83 hombres una contraseña diaria, de alguna manera, determinaba, en la oscuridad de la noche, quien y quien no era enemigo. En batalla el signifer era responsable de mantener la integridad del frente. Si en un momento los enemigos lanzaban un ataque y a las tropas les entraba el pánico, el signifer, un hombre templado, evaluaba si era inteligente la retirada o no. Si consideraba que retirarse era un error, o si el centurión se lo ordenaba, el signifer clavaba el estandarte en la tierra y los hombres de la centuria tenían que quedarse a su lado cuidando su estandarte. Si una centuria perdía su estandarte se convertía en una centuria sin honor y eso tenía además implicaciones económica cara a la jubilación de los legionarios.
La pregunta que me ronda en la cabeza es ¿Habrá signifers y tessararius en el mundo microbiano? Desde luego, cuando en las colonias de hormigas no existe la figura de alguien que distinga lo propio de lo ajeno aparecen surgen los oportunistas. En este caso se trata de escarabajos que se mimetizan para entrar en los hormigueros y devorar hormigas.
El centurión y su lugarteniente, el optio, mandaban sobre la tropa. Las funciones del tessararius y las del signifer eran las de delimitar qué era lo propio. El tessararius, al encargarse de darle a los 83 hombres una contraseña diaria, de alguna manera, determinaba, en la oscuridad de la noche, quien y quien no era enemigo. En batalla el signifer era responsable de mantener la integridad del frente. Si en un momento los enemigos lanzaban un ataque y a las tropas les entraba el pánico, el signifer, un hombre templado, evaluaba si era inteligente la retirada o no. Si consideraba que retirarse era un error, o si el centurión se lo ordenaba, el signifer clavaba el estandarte en la tierra y los hombres de la centuria tenían que quedarse a su lado cuidando su estandarte. Si una centuria perdía su estandarte se convertía en una centuria sin honor y eso tenía además implicaciones económica cara a la jubilación de los legionarios.
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| Fuente |
viernes, 10 de marzo de 2017
El cálculo diferencial bien explicado
Mi amiga Elena G. Ferreiro me explicó brevemente lo que era el cálculo diferencial una vez que estábamos tomando café juntos. En cinco minutos entendí algo que no habían logrado mis profesores de matemáticas durante todos los largos años de bachillerato. ¡Qué sensación tan grata cuando entiendes por fin!. Algo parecido sucedió cuando, con 11 años, mi hermana mayor, que estudiaba medicina, me explicó cómo funcionaba el ciclo menor de la sangre.
Me acuerdo bien de la frase que me dijo Elena. Sumar 2+2 no es lo más frecuente. Sumas algo que se acerca a la cifra 2 + algo que se acerca a la cifra dos. Como la medición nunca es exacta y como se dice en gallego "Alá no fondo hai sitio abondo" (En realidad esta frase es del fisico Richard Feynman "Hay mucho sitio al fondo") es por eso que tenemos que utilizar un cálculo en el que los números se aproximen a lo que realmente son.
jueves, 9 de marzo de 2017
Un antibiótico para gobernarlos a todos
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| Los refriados suelen ser víricos. Los antibióticos son completamente inservibles cuando tenemos una enfermedad producida por los virus. Los antibióticos deben ser recetado por el médico. No te automediques |
Hace años, cuando se descubrió la penicilina, este antibiótico betalactámico mataba a casi todas las bacterias. Poco a poco empezaron a aparecer bacterias resistentes a la penicilina. Hoy en día se utiliza para Streptococci, Sífilis... y poco más. Es necesario mucho trabajo en los laboratorios para conocer cual es el antibiótico que funciona para según que bacteria. Un médico cuando receta un antibiótico se basa en el trabajo que hacen los microbiólogos clínicos en los laboratorios. Por ese motivo hay que ir al médico y seguir sus instrucciones al pie de la letra. Si el médico dice que hay que tomar el antibiótico durante 8 días hay que tomarlo durante ese tiempo. No se puede interrumpir el tratamiento a los 3 días porque ya nos sentimos bien. Tampoco podemos automedicarnos, porque como veis en esta tabla hay que saber qué antibiótico tomar según la bacteria que tengamos.
Los antibióticos en negrilla también son activos frente a Enterococcus faecalis. Para hacer la tabla más sencilla no se añadieron las bacterias patógenas atípicas. Los organismos productores de betalactamasas de espectro extendido son no susceptibles a la mayoría de antibióticos que tienen un anillo betalactámico; en este caso los carbapenémicos son los antibióticos de elección.
Las bacterias ESCAPPM son: Enterobacter spp., Serratia spp., Citrobacter freundii, Aeromonas spp., Proteus spp., Providencia spp. y Morganella morganii. Fuente.
domingo, 5 de marzo de 2017
El médico aborigen Pedro Leiva y la Quina
Esta entrada ha servido como trabajo previo para la elaboración de la entrada en Wikipedia sobre Pedro Leiva
1 Jaramillo, P. Historia de Loja y su provincia. Quito: Ed. Casa de la Cultura Ecuatoriana; 1955, pp. 188-199.
2 Naranjo, P. "Precursores de la medicina latinoamericana: Pedro Leiva". En: Vademecum, Quito: Life; 1978, pp. 111-113
3 Arcos, G. Evolución de la medicina en el Ecuador. 3a ed Quito: Ed. Casa de la Cultura Ecuatoriana; 1979, pp. 64-65. (Col. Estudios Científicos Ecuatorianos, No 2).
4 Fierro Benítez, R., Hermida Bustos, C., Granda, E., Jarrín Valdivieso, H., López Paredes, R. El Cóndor, la Serpiente y el Colibrì, la OPS/OMS y la salúd pública en el Ecuador del siglo XX. Capítulo 3 "El médico aborigen Pedro Leiva y la Quina" Autor Jorge Revelo Rosero, paginas 40-42. Eds Quito, 2002. Representación OPS/OMS-Ecuador.
Y aquí, la única calle que existe en Ecuador dedicada a Pedro Leiva y que se encuentra en su pueblo natal Malacatos:
sábado, 4 de marzo de 2017
miércoles, 1 de marzo de 2017
¿Hablas en virus?
Los fagos pueden entender las señales químicas dejadas por sus
antecesores para así decidir si matar o sólo infectar a sus
víctimas
El descubrimiento en fagos que atacan a bacterias del género
Bacillus, es un hito en la ciencia porque es la primera vez que se
descubre un sistema de comunicación entre virus. Ahora se espera que
sistemas similares se encuentren en otros virus, quizás con
distintos lenguajes, quizás en virus responsables de enfermedades
humanas. Si esto es así se podría utilizar ese conocimiento para
desmantelar los ataques víricos a las células humanas.
Y como todas las grandes historias ocurrió por casualidad. El
equipo de Rotem Sorek, microbiólogo del Weizmann Institute of
Science en Rehovot, Israel, publicó su descubrimiento en la revista Nature el 18 de enero de este año. El equipo de Sorek buscaba
pruebas de como las bacterias Bacillus podía alertarse entre si de
que estaban siendo infectadas por fagos. Ellos ya sabían que las
bacterias pueden “hablar” químicamente entre si secretando
varios compuestos químicos. Este fenómeno se llama “quorum sensing” que traducido al español sería como “percepción de
quorum”, pero este nombre dice poco. Quorum sensing sería una
pregunta tipo “¿Cuántos somos?” De esta manera las bacterias
pueden tener una percepción de si son muchas o pocas para según que
comportamientos sociales, como por ejemplo decidir si deben o no
dividirse o cuando empezar una infección. Buscando ver cómo las
bacterias se comunicaban entre si, se encontraron, con sorpresa, que
los virus que invadían a las bacterias Bacillus, un tipo de fago
llamado phi3T, producía un producto químico que influenciaba el
comportamiento de otros virus phi3T.
Hasta ahora se sabía que los virus podían infectar de dos formas diferentes
Algunos fagos se pueden comportar, cuando infectan a una bacteria, de dos maneras distintas. Por un lado pueden infectar a la célula, empezar a dividirse y cuando la pobre bacteria esté ya en las últimas reventarla desde dentro y salir todos a buscar nuevas bacterias que infectar. La otra manera de comportarse es menos violenta y más sibilina. Cuando el fago introduce su ADN dentro de la bacteria, el ADN del fago en vez de empezar a copiarse a si mismo lo que hace es insertarse dentro del ADN de las bacterias. Esto lo hacen muchos virus, incluso virus que infectan a los humanos como el herpes simple, el que produce calenturones en los labios. El herpes simple también introduce su ADN en el ADN de nuestras neuronas. Cuando estamos estresados el virus salta del ADN de las neuronas se reproduce y se traslada a los labios, produciendo el calenturon, para así, por medio de comida compartida, o por medio de besos, trasladarse a otro hospedador, a otra persona, que esté menos estresada. El fago hace exactamente lo mismo, se introduce en la célula y su ADN se mete enmedio del ADN de la bacteria hasta que siente que la bacteria está en peligro. En ese momento sale del ADN de la bacteria y se pone a dividirse hasta que deja exhausta a la bacteria. En ese momento la revienta por dentro y salen cientos de copias a buscar nuevas bacterias en las que vivir.
Los virus se preocupan por los virus que vienen detrás de ellos
El equipo primero añadió fagos phi3T a un frasco que contenía bacterias Bacillus subtilis, una bacteria que se utiliza mucho en los laboratorios, casi tan famosa como la Escherichia coli. El fago mataba a todas las bacterias. Ahora lo que hicieron fue filtrar el medio de cultivo eliminando bacterias y fagos, dejando sólo el medio de cultivo. Este medio lo utilizaron para crecer nuevas Bacillus subtilis. Cuando ya había una cantidad considerable de estas bacterias añadieron nuevos fagos phi3T. La sorpresa fue que los fagos en vez de infectar y matar a las bacterias lo que hicieron fue, infectarlas e introducir su ADN en el ADN de las bacterias. Conclusión: los virus que habían matado por primera vez a las bacterias habían dejado algo químico en el medio que cuando se usó por segunda vez les dijo a los nuevos fagos: mejor no matéis a las bacterias e introducir vuestro ADN en el suyo. El equipo de investigación, que no conocía aún este producto químico por lo que lo llamaron “arbitrium”, decisión en latín, y se pusieron a buscarlo.
Después de dos años y medio de búsqueda, Sorek y el estudiante
graduado Zohar Erez descubrieron que arbitrium era una proteína
pequeña producida por el fago. Esta proteína se producía poco a
poco después de la muerte de la bacteria. Cuando los niveles de
arbitrium eran elevados porque había muchas bacterias muertas, los
fagos paraban de matar las pocas bacterias que quedaban y su
estrategia cambiaba, en vez de matarlas lo que hacía eran introducir
su ADN en el ADN de las bacterias restantes para permanecer dentro de
ellas como “virus durmientes”. Sorek, Erez y sus colegas
identificaron otras dos proteínas producidas por phi3T que medían
los niveles de arbitrium y de esa manera cambiaban la manera en la
que el virus decidía que tipo de infección realizar. La lógica de
este sistema de comunicación es el siguiente: cuando el fago se está
quedando sin hospedador, lo que hace es limitar su capacidad de
destrucción e introducirse en el ADN de la bacteria para permanecer
quieto y callado hasta que la bacteria vuelva a crecer en grandes
números.
Cada familia de virus tiene su propio idioma
El equipo de Sorek ha visto que existe más de 100 sistemas basados en arbitrium en los genomas de otros virus de Bacillus. Esto quiere decir que los virus tienen distintos idiomas y que ellos sólo escuchan el idioma que les interesa.
Para los virus humanos se abre también una nueva línea de investigación. Por ejemplo, el HIV y los herpes también pueden causar los dos tipos de infecciones: la infección activa y la latente. Si se encuentra una molécula que haga que los virus se vuelvan latentes podría ser un buen medicamento.
Comunicarse entre ellos los vuelve todavía más poderosos
Si a un individuo le permitimos disfrutar de las ventajas de estar en un grupo entonces gana en poder Tengo en mente la frase de la mafia que dice "Si me pegas a mi, nosotros te pegamos". Este simple algoritmo hace que un individuo cualquiera, al estar dentro de un grupo se vuelva más poderoso que un individuo cualquiera.
De manera más cañí, en España algunas obras están vigiladas por gitanos. ¿Qué ventaja tiene que tu obra la vigilen gitanos? que si le pegas a uno le pegas a todos.
Dadas las similitudes que tienen los virus biológicos con los virus informáticos no dudo que en breve tendremos virus informáticos con comportamientos de grupo.
Pueden elegir, con conciencia, entre ser competitivos o ser agresivos
Tengo que reconocer mi ignorancia. Pensaba, y creo que equivocadamente, que la transmisión era lo más importante para un virus. Mi idea mental de un virus era el de una entidad biológica cuyo único fin era saltar de un hospedador a otro. Este modelo, en el que los fagos dejan un rastro químico que condiciona la estrategia del virus, amplía mi visión de los mismos. Un zasca en toda la boca.
Si hay muchos hospedadores (muchas bacterias a las que depredar) el virus tiene una estrategia competitiva, una estrategia que hace que la selección natural vaya seleccionando a aquellos virus que hagan más copias de si mismo en el menor tiempo. Sin embargo, cuando hay pocos hospedadores, la proteína arbitrium cambia la estrategia a cooperativa: el fago se integra en el ADN de la bacteria y forma parte de la misma. Sabemos que el ADN de los fagos es portador de genes de toxina antitoxina. Esto permite que las bacterias no puedan vivir sin esos genes del fago, y también, y esto es pura cooperación y simbiosis, este tipo de genes toxina antitoxina evita que otros virus entren en la bacteria. Esta ventaja es tan interesante que mucho de estos genes de fagos han acabado por ser parte de los cromosomas de las bacterias como por ejemplo el sistema mazEF, o el chpBIK, relBE etc.
Todo indica que debemos de cambiar nuestra manera de pensar y admitir que los virus son seres vivos. Tienen un comportamiento sofisticado y han evolucionado a partir de un mismo ancestro común al igual que las células de animales y plantas
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| Fuente: Nature, Animated Healthcare Ltd./SPL |
Hasta ahora se sabía que los virus podían infectar de dos formas diferentes
Algunos fagos se pueden comportar, cuando infectan a una bacteria, de dos maneras distintas. Por un lado pueden infectar a la célula, empezar a dividirse y cuando la pobre bacteria esté ya en las últimas reventarla desde dentro y salir todos a buscar nuevas bacterias que infectar. La otra manera de comportarse es menos violenta y más sibilina. Cuando el fago introduce su ADN dentro de la bacteria, el ADN del fago en vez de empezar a copiarse a si mismo lo que hace es insertarse dentro del ADN de las bacterias. Esto lo hacen muchos virus, incluso virus que infectan a los humanos como el herpes simple, el que produce calenturones en los labios. El herpes simple también introduce su ADN en el ADN de nuestras neuronas. Cuando estamos estresados el virus salta del ADN de las neuronas se reproduce y se traslada a los labios, produciendo el calenturon, para así, por medio de comida compartida, o por medio de besos, trasladarse a otro hospedador, a otra persona, que esté menos estresada. El fago hace exactamente lo mismo, se introduce en la célula y su ADN se mete enmedio del ADN de la bacteria hasta que siente que la bacteria está en peligro. En ese momento sale del ADN de la bacteria y se pone a dividirse hasta que deja exhausta a la bacteria. En ese momento la revienta por dentro y salen cientos de copias a buscar nuevas bacterias en las que vivir.
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| Los dos comportamientos infecciosos de los bacteriófagos (fagos): ciclo lítico (pasos 1; 2; 3a y 4a) y ciclo lisogénico (pasos 2; 3b, 4b y 5). En el paso 1 el fago se ancla a la pared de la célula bacteriana e inyecta su ADN en el interior de la bacteria. En el paso 2 el ADN del fago decide si entra en el ciclo lítico (el que revienta la célula bacteriana) o lisogénico. Es aquí donde la proteína arbitrium ejerce su actividad. Si no hay proteína arbitrium entonces el ADN del fago comienza a copiarse a si mismo y a producir proteínas necesarias para armar nuevos fagos. En el paso 3a la bacteria es reventada desde dentro por enzimas producidas por el fago y así, en el paso 4a, se liberan para poder infectar nuevas células. Los pasos 3b y 4b, son los pasos del ciclo lisogénico. En 3b vemos como el ADN del fago, en rojo, se introduce en el genoma de la bacteria. Se convierte en un fago durmiente, lo mismo que las células terroristas durmientes. A estos fagos se les llama profagos y se reproducen cada vez que el ADN de la bacteria se reproduce. Bajo ciertas condiciones de estrés, el ADN del profago se separa del ADN de la bacteria e inicia el ciclo lítico. (Copyright of E.V. Orlova) |
El equipo primero añadió fagos phi3T a un frasco que contenía bacterias Bacillus subtilis, una bacteria que se utiliza mucho en los laboratorios, casi tan famosa como la Escherichia coli. El fago mataba a todas las bacterias. Ahora lo que hicieron fue filtrar el medio de cultivo eliminando bacterias y fagos, dejando sólo el medio de cultivo. Este medio lo utilizaron para crecer nuevas Bacillus subtilis. Cuando ya había una cantidad considerable de estas bacterias añadieron nuevos fagos phi3T. La sorpresa fue que los fagos en vez de infectar y matar a las bacterias lo que hicieron fue, infectarlas e introducir su ADN en el ADN de las bacterias. Conclusión: los virus que habían matado por primera vez a las bacterias habían dejado algo químico en el medio que cuando se usó por segunda vez les dijo a los nuevos fagos: mejor no matéis a las bacterias e introducir vuestro ADN en el suyo. El equipo de investigación, que no conocía aún este producto químico por lo que lo llamaron “arbitrium”, decisión en latín, y se pusieron a buscarlo.
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| El experimento realizado es elegante por lo sencillo. Paso 1: ponemos a crecer a Bacillus subtilis en un medio de cultivo fresco. 2: Cuando la bacteria está crecida en un número alto añadimos el fago phi3T que infecta a la bacteria. 3: el fago lisa (destruye) a casi todas las bacterias por lo que el medio de cultivo ahora se ve otra vez transparente. Los investigadores filtran para eliminar todas las bacterias y virus de ese medio usado que utilizan para volver a crecer Bacillus subtilis de nuevo (paso 4). Vuelve a añadir el fago phi3T, esperando ver como vuelve a destruir a las bacterias pero... ¡SORPRESA! paso 6, los fagos no lisan a las bacterias, se introducen dentro de ellas y se quedan temporalmente inactivos. |
Cada familia de virus tiene su propio idioma
El equipo de Sorek ha visto que existe más de 100 sistemas basados en arbitrium en los genomas de otros virus de Bacillus. Esto quiere decir que los virus tienen distintos idiomas y que ellos sólo escuchan el idioma que les interesa.
Para los virus humanos se abre también una nueva línea de investigación. Por ejemplo, el HIV y los herpes también pueden causar los dos tipos de infecciones: la infección activa y la latente. Si se encuentra una molécula que haga que los virus se vuelvan latentes podría ser un buen medicamento.
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| "La vera ricchezza de un bacteriofago sono i fligli!" |
Si a un individuo le permitimos disfrutar de las ventajas de estar en un grupo entonces gana en poder Tengo en mente la frase de la mafia que dice "Si me pegas a mi, nosotros te pegamos". Este simple algoritmo hace que un individuo cualquiera, al estar dentro de un grupo se vuelva más poderoso que un individuo cualquiera.
Pueden elegir, con conciencia, entre ser competitivos o ser agresivos
Tengo que reconocer mi ignorancia. Pensaba, y creo que equivocadamente, que la transmisión era lo más importante para un virus. Mi idea mental de un virus era el de una entidad biológica cuyo único fin era saltar de un hospedador a otro. Este modelo, en el que los fagos dejan un rastro químico que condiciona la estrategia del virus, amplía mi visión de los mismos. Un zasca en toda la boca.
Si hay muchos hospedadores (muchas bacterias a las que depredar) el virus tiene una estrategia competitiva, una estrategia que hace que la selección natural vaya seleccionando a aquellos virus que hagan más copias de si mismo en el menor tiempo. Sin embargo, cuando hay pocos hospedadores, la proteína arbitrium cambia la estrategia a cooperativa: el fago se integra en el ADN de la bacteria y forma parte de la misma. Sabemos que el ADN de los fagos es portador de genes de toxina antitoxina. Esto permite que las bacterias no puedan vivir sin esos genes del fago, y también, y esto es pura cooperación y simbiosis, este tipo de genes toxina antitoxina evita que otros virus entren en la bacteria. Esta ventaja es tan interesante que mucho de estos genes de fagos han acabado por ser parte de los cromosomas de las bacterias como por ejemplo el sistema mazEF, o el chpBIK, relBE etc.
Todo indica que debemos de cambiar nuestra manera de pensar y admitir que los virus son seres vivos. Tienen un comportamiento sofisticado y han evolucionado a partir de un mismo ancestro común al igual que las células de animales y plantas