Ejercicios crecimiento microbiano

Las bacterias crecen de manera exponencial, de una pasan a dos, de dos a cuatro, de cuatro a ocho y así sucesivamente.

Si una bacteria se divide 10 veces tendremos 2¹⁰ = 1024. Si nos dicen que tenemos 1024 bacterias y queremos saber cuantas veces se ha dividido a partir de una bacteria tendremos que utilizar el logaritmo en base 2:

Log ₂ (1024) = 10

 ¿Cómo cambiar la base del logaritmo en la calculadora?

En la calculadora científica existen dos teclas para resolver logaritmos:
La tecla «log» que sirve para resolver logaritmos de base 10
La tecla «ln» que sirve para calcular los logaritmos neperianos (en base e)
Es decir, directamente con la calculadora, sólo se pueden resolver logaritmos en base 10 o logaritmos neperianos. No podemos cambiar la base del logaritmo en la calculadora.
Por eso, si necesitamos resolver un logaritmo de cualquier otra base, necesitamos aplicar la fórmula del cambio de base.
¿Y qué es la fórmula del cambio de base?
La fórmula del cambio de base nos permite calcular logaritmos de cualquier base con la calculadora. Es la siguiente:

Lo que viene a decir esta fórmula es que si tenemos el logaritmo en base «a» de un número N, podemos elegir otra base «b», que puedes ser la que queramos y dividir el logaritmo en esa base «b» del número entre el logaritmo en esa base del número «a» («a» es la base del logaritmo original).

Fórmula del cambio de base con logaritmos en base 10

Como podemos elegir la base «b» que queramos, vamos a jugar con eso a nuestro favor y vamos a elegir una base que nos convenga, como es la base 10, que es la que tenemos en la tecla «log» de la calculadora para resolver logaritmos.

Eligiendo la base 10, la fórmula del cambio de base queda mucho más simplificada:

Ahora, el logaritmo en base «a» de un número N es igual al logaritmo de N entre el logaritmo de «a» (ambos en base 10. Al estar en base 10, ya podemos resolverlos con la calculadora y la fórmula se convierte en una simple división.

Vamos a verlo con un ejemplo: Resolver el siguiente logaritmo:

Tenemos que resolver el logaritmo en base 7 de 100.

Aplicamos la fórmula del cambio de base y nos queda que ese logaritmo, «log N» es el logaritmo de 100 y «log a» es el logaritmo de 7, que es la base del logaritmo original.

Hallamos el valor de cada uno con la calculadora y realizamos la división, obteniendo el valor del logaritmo original:

¡Funciona!

Tienes que sólo tienes que dividir el logaritmo del número entre el logaritmo de la base del logaritmo original.

Existe una alternativa y es descargar Photomath en tu celular. Se escanea la fórmula y ¡Ya!

 Fórmula del cambio de base con logaritmos neperianos

Como tenemos la tecla «ln», que también resuelve logaritmos, podemos utilizar la fórmula del cambio de base eligiendo la base e, es decir, los logaritmos neperianos, quedando de la siguiente forma:

El logaritmo en cualquier base de un número es el logaritmo neperiano del número entre el logaritmo neperiano de la base del logaritmo original.

Vamos a ver otro ejemplo resolviendo un logaritmo con la fórmula del cambio de base con logaritmos neperianos. Tenemos que resolver el logaritmo en base 5 de 123. El logaritmo en base 5 de 123 es igual al logaritmo neperiano de 123 entre el logaritmo neperiano de 5. Estos logaritmos neperianos ya los podemos resolver con la calculadora. Resultado 2.98.   

Ejercicios:

1. i) Tengo dos bacterias: A y B. La bacteria A tiene un cromosoma con 10.000 genes y se divide en dos bacterias cada 40 minutos. La bacteria B tiene 5000 genes. ¿Cuánto tiempo tarda B en dividirse?. ii) ¿Cuántas bacterias dejará de descendencia la bacteria A y cuántas la bacteria B tras 4 horas de crecimiento?

2. Clostridium difficile se divide cada 12 minutos. ¿Cuánto tiempo toma para que esta bacteria alcance 9,223372037×10¹⁸ descendientes?

3. En el problema del trigo y el ajedrez se muestra el poder de la progresión exponencial. Si nosotros incubamos una bacteria en presencia de antibiótico, como podemos ver abajo en el video, en la sección izquierda, la mayoría de las bacterias morirán en presencia de la penicilina. Si tenemos 9,223372037×10¹⁸ y se mueren el 99.99999% de las bacterias ¿Cuántas bacterias quedarían?

Las bacterias crecen en presencia de penicilina. Las de la izquierda son sensibles a la penicilina. Las bacterias de la derecha son resistentes al antibiótico

4. Comienzo un cultivo bacteriano a partir de 1 bacteria. Si se trata de Escherichia coli que se divide cada 20 minutos ¿Cuántas bacterias tendré a las 5 horas?

5. Si comienzo un cultivo 1 bacteria y al cabo de 6 horas tengo 16384 bacterias ¿Cuál será el tiempo medio de división de esta bacteria?

6. Después de un tratamiento antibiótico en el que han muerto el 99.99999% de las bacterias resulta que tengo 9,22x10¹¹ bacterias. ¿Cuántas bacterias tenía en la infección antes de comenzar el tratamiento antibiótico?

7. i) Tengo dos bacterias: A y B. La bacteria A tiene un cromosoma con 15000 genes y se divide en dos bacterias cada 40 minutos. La bacteria B tiene 5000 genes. ¿Cuánto tiempo tarda B en dividirse?. ii) ¿Cuántas bacterias dejará de descendencia la bacteria A y cuántas la bacteria B tras 5 horas de crecimiento?

8. i) Tengo dos bacterias: A y B. La bacteria A tiene un cromosoma con 8000 genes y se divide en dos bacterias cada 40 minutos. La bacteria B tiene 5000 genes. ¿Cuánto tiempo tarda B en dividirse?. ii) ¿Cuántas bacterias dejará de descendencia la bacteria A y cuántas la bacteria B tras 3 horas de crecimiento?

9. Cuando no existían bacterias toda la vida sobre la Tierra era vírica. Eran protovirus de ARN que tenían ribosomas. Estos virus se replicaban en la sopa biológica (en Ecuador en el locro biológico). Cuando aparecieron las bacterias, éstas tenían una membrana que diferenciaba fuera de dentro. Las bacterias metieron dentro todo lo que les interesaba de la sopa biológica. Los protovirus al quedarse sin su alimento sufrieron una presión selectiva que favoreció a aquellos virus que sabían como penetrar en el interior de las bacterias y alimentarse de lo que antaño había sido suyo. Nacieron los virus como entidades parásitas de las células. Muchos biólogos siguen diciendo, de forma equivocada, que los virus no son entidades vivas porque se tienen que alimentar de una célula metabólicamente activa. Si es por eso, podríamos incluir en la categoría de virus a muchas personas que no son capaces de subsistir sin su tarjeta de crédito. ¿Cómo perdieron los protovirus sus ribosomas? porque hoy en día los virus actuales no tienen ribosomas. Como siempre la solución está en la selección natural. Imaginemos dos virus A y B. El virus A es un protovirus, tiene ribosomas, y su ARN tiene 60.000 bases. El virus B perdió los genes de los ribosomas y por esa razón tienen 40.000 bases. No necesita codificar ribosomas porque puede utilizar los de la bacteria que infecta. Ambos virus infectan y se replican en el interior de bacterias. Si la ARN polimerasa copia a una velocidad de 1000 bases por minuto, y en los cromosomas de A y B existe un solo ORI. ¿Cuánto tiempo tarda cada virus en replicarse? ¿Cuánta descendencia tendrá cada virus al cabo de seis horas?

10. Cuando entra un virus en una célula ¿Qué ribosoma utilizará para traducir su ARNm, un ribosoma viral o un ribosoma de la célula humana? ¿Por qué?

11. Imaginemos que una expedición a Marte se encuentra agua bajo una gruesa capa de polvo y allí encuentran bacterias marcianas. Se aseguran de que esas bacterias no proceden de una contaminación traída por la propia expedición. ¿Tendrían el mismo código genético que las bacterias de la Tierra? ¿Por qué?

12. Tenemos dos virus A y B. El virus A tiene una tasa de letalidad del 0.1%, similar al de la gripe estacional. El virus B tiene una tasa de letalidad del 10%. En epidemiología el número reproductivo básico R0 es el número promedio de casos nuevos que genera un caso dado a lo largo de un período infeccioso.

La R₀ de A y B es de 5 en ambos Si ambos virus infectan 1000 personas cada uno y esas personas vuelven a infectar otras personas y éstas a otras, es decir, tres ciclos de transmisión. Al final de esos dos ciclos de transmisión ¿Cuántas han muerto? ¿Cuántas desarrollaron anticuerpos?

13. El 14 de mayo de 2020 en España se han registrado 27321 muertos por SARS-CoV-2. Al mismo tiempo un estudio estima que el 5% de los españoles (47 millones). Si se ha calculado que la tasa de letalidad del virus es 0.5-1%. ¿Tienen sentido estas cifras?

14. Si en España con 47 millones de habitantes se contagian con el SARS-CoV-2 el 60% de personas o el 80% ¿Cuántos muertos habría teniendo en cuenta que la tasa de letalidad es del 1%? ¿Y en Ecuador, con 17 millones de habitantes, cuántos muertos habría?

15. El genoma del SARS-CoV-2 (ARNm positivo) tiene alrededor de 30.000 nt. Observa el principio y el final de la secuencia del SARS-CoV-2. ¿Qué observas que te llame la atención? ¿Qué función tiene?

16. Respecto al crecimiento de las especies... a) ¿Qué gran diferencia existe entre los virus y los organismos basados en células? b) ¿Qué diferencia existe entre los seres unicelulares y los pluricelulares?

17. ¿Qué le ocurriría a un virus cuando por una mutación su R0 es menor que 1?

18. Un cultivo de bacterias parte de 10⁶ individuos. Cada hora se duplican. Cuando el cultivo alcanza los 9.450.000.000 individuos a) ¿Cuántas horas han transcurrido? b) ¿Cuántas bacterias habrá después de 12 hr? c) Si tenemos otra especie bacteriana que se triplica cada hora y cuya población inicial era de 1.2 millones de bacterias ¿Cuál de los dos cultivos será más numeroso al cabo de 4 horas?

19.Tengo dos bacterias: A y B. La bacteria A tiene un cromosoma con 10.000 genes y se divide en dos bacterias cada 50 minutos. La bacteria B tiene 5000 genes y se divide cada 25 min. Tras 6 horas de crecimiento ¿Cuántas más bacterias (ratio) dejará una bacteria respecto a la otra?

Un ratio, en definitiva, es la razón o cociente de dos magnitudes relacionadas entre sí. Siempre se divide la magnitud mayor por la menor. El valor tiene que ser positivo.

20. Tengo dos bacterias: A y B. La bacteria A tiene un cromosoma con 10.000 genes y se divide en dos bacterias cada 40 minutos. La bacteria B tiene 5000 genes y se divide cada 20 min. Tras 5 horas de crecimiento ¿Cuántas más bacterias (ratio) dejará de descendencia la bacteria A respecto a B?


21. Tenemos dos virus A y B. El virus A tiene una tasa de letalidad del 10% y un R0 de 5. En esta cepa de virus ha aparecido un mutante, que llamaremos B, con una tasa de letalidad menor, de 0.1. Si A y B infectan cada uno 1000 personas, y estas personas infectan a otras personas, lo que llamaremos transmisión primera y las personas infectadas en la transmisión primera infectan a otras personas, que llamaremos transmisión segunda. ¿Cuántas personas acabarán siendo infectadas por A y por B? ¿Cuántas personas en estas dos transmisiones matarán el virus A y su mutante el virus B?

Soluciones:

1.- i) 20 minutos ii) A 64 bacterias B 4096 bacterias

2.- Para resolver este problema utilizamos el logaritmo binario.

2^y = x ; 2^y = 9,223372037×10¹⁸

log₂9,223372037×10¹⁸ = y ; y = 63

El log en base 2 de 9,223372037×10¹⁸ es igual a 63 (si no tienes cómo calcular el log en base 2 puedes clicar aquí). Esto es 63 divisiones. Si cada división le lleva 12 minutos 12 x 63 = 756 minutos o 13 horas

En la calculadora del celular, o de la computadora se resuelve así
        ln (n)
y = ------------
        ln(2)
En donde y sería el resultato, es decir, 63 y n sería 9,223372037×10¹⁸

3.- 922337203700 bacterias, o sea 9,223372037x10¹¹

El 0.00001% de la cantidad de bacterias antes del tratamiento antibiótico.

100-99.99999 = 0.00001

0.00001 -------------- 100
     x       -------------- 9,22337203700x10¹⁸

x = 9,223372037x10¹¹

4.- 32768 bacterias

5.- Ha habido 14 divisiones. Seis horas son 360 minutos. Divido 360 minutos entre las 14 divisiones y obtengo un tiempo medio de 25.7 minutos, o sea 26 minutos con 18 segundos.
6.- Si 9,22x10¹¹-------- 0.00001%
              x          -------- 100%
x =  9,22x10¹¹ x  100 / 0.00001 = 9,22x10¹⁸
7.- Bacteria A 181 bacterias; bacteria B 5.9x10⁶

8.- Bacteria A: 22 bacterias después de 180 minutos. Bacteria B 147 bacterias.

9.- Virus A 30 minutos virus B 20 minutos. En 6 horas tendremos de A  4096 virus, y de B tendremos 262144. Si en vez de horas hablásemos de miles de años podemos entender porqué los virus actuales carecen de ribosomas.

10. Los virus no tienen ribosomas propios, utilizan siempre el ribosoma de la célula hospedadora. Los virus perdieron los ribosomas propios cuando aparecieron las primeras células porque aquellos virus que carecían de ellos se replicaban mucho más rápido, al tener menos genes, que los protovirus que si los poseían.

11.  Tendrían códigos genéticos distintos porque carecerían de un antepasado común.

12. A infecta 1000 personas, una muere y quedan 999 personas. Cuando infectan otras 5 personas 5x999=4995. Mueren cuatro quedan 4991. Si estas 4991 infectan cada una 5 personas tenemos 24955, si mueren 24 quedan 24931. En tres transmisiones han muerto 29 personas.

B infecta 1000 personas, mueren 100 quedan 900. Cuando infectan otras 5 personas 5x900=4500. Mueren 450 quedan 4050. Estas 4050x5= 20250, de estas personas se mueren 2025 quedan 18225. En tres transmisiones han muerto 2575 personas 

13. Si el 5% de los españoles son seropositivos para el SARS-CoV-2, es decir, ya han pasado la infección. De ese 5% se han muerto 27321. 5% de españoles son 2.350.000 personas. Si consideramos que la tasa de letalidad es 0.5%. De 2.350.000 personas se habrían muerto 11.750 personas, cuando en realidad se han muerto 27321. Si la tasa de letalidad fuese de 1%, de 2.350.000 personas (el 5% de los españoles) los muertos serían 23,500.

Conclusión. Si los muertos son 27321 puede pasar varias cosas. Que la letalidad sea mayor del 1%, que el serotipado subestime los españoles infectados...

14. En España con el 60% de la población infectada tendría 28.200.000 millones seropositivos, es decir, personas que ya habrían pasado la enfermedad. De estos, el 1% de muertos sería 282.000 personas. Si se infectan el 80% de los españoles, se habrían infectado 37.600.000 y la tasa de letalidad es del 1% morirían 376.000 personas.

15. En el extremo 3' de la secuencia del virus tiene una cola de poliA. Como el virus es ARN, cuando entra en el citoplasma de la célula humana tiene que tener la cola de poliA para protegerse de las ARNasas y darle tiempo a replicarse.

16.  a) Los virus desnudan sus ácidos nucleicos. El problema que esto presenta es que se pueden dar encapsidaciones inespecíficas entre distintas especies de virus. b) Los seres unicelulares cuando se dividen no dejan cadaver, mientras que los seres pluricelulares, sus células se dividen en dos grupos: sexuales y las somáticas. Las sexuales tienen la oportunidad de pasar a la siguiente generación, mientras que las somáticas son solo un soporte para mantener las células sexuales de una generación a la siguiente.

17. Cuando R0 es menor que 1 la infección muere tras un largo período. Pero si R0 es mayor que 1 la infección puede llegar a propagarse ampliamente entre una población.

18.  Vamos a generar una tabla de valores para luego generar la ecuación que refleje este crecimiento exponencial

#bacterias(t) = bacterias iniciales x (divisiones por hora)^{tiempo en horas}

a) 9.450.000.000 = 10⁶ individuos x 2^{tiempo en horas}

9450 = 2^{tiempo en horas}. Para resolver log₂ (9450) = ln (9450) / ln (2) = 13.2061 horas. Es decir 2^13,2061 = 9450, como partíamos de 10⁶, entoncen tendríamos 9450 x 10⁶

b) bacterias(t) = bacterias iniciales x (divisiones por hora)^{tiempo en horas}. Bacterias(t) = 10⁶ x 3¹². Bacterias(t) = 5,31441 x 10¹¹

c) bacteriasB(t) = 1200000 x 3^t. Al cabo de 4 hr: bacteriasB(t) = 97.200.000

las bacterias iniciales bacteriasA(t) = 1000.000 x 2^t. Al cabo de 4 hr: bacteriasA(t) = 16.000.000

19. La bacteria A en 360 minutos se divide 360/50= 7.2 veces se divide. 2 elevado a 7.2 = 147 bacterias
La bacteria B en 360 minutos se divide 360/25= 14.4 veces se divide. 2 elevado a 14.4 = 21618
Ratio (es un cociente) 21618/147 = 147 veces más bacterias B que A en 6 horas.

20. Solución pincha aquí (video inside)

21. Solución aquí


 
Crecimiento exponencial de las bacterias

Para saber más

¿Son útiles los probióticos en todas las personas?

Una amiga muy querida se ha infectado comiendo hornado en el Mercado de Iñaquito. En el mercado, el cerdo casi entero está encima de unas bandejas que se recalientan todos los días. Cuando el mercado cierra el hornado se cubre y al día siguiente se vuelve a recalentar. Así, hasta que se acaba el hornado. Es fácil intoxicarse comiendo el hornado, especialmente cuando te dan hornado de los bordes de la bandeja, en esa parte la comida no alcanza los mismos grados de temperatura que la comida que está en el centro, debajo de los fogones.

Los síntomas de diarrea y malestar aparecieron 24 horas después de comer el hornado. Las tres personas que comieron hornado tuvieron los mismos síntomas. El médico le recetó un analgésico, un antiemético para que evitar las nauseas, sales para rehidratarse y un probiótico, Bacillus clausii.

¿Són útiles los probióticos? ya había escrito una entrada sobre lo inútiles que eran los yogures probióticos. Ahora, un trabajo científico publicado por el laboratorio de Eran Elinav en el Instituto Weizmann de Tel Aviv, Israel, resuelve la pregunta: los probióticos no son útiles, por mucho que la industria trate de convencernos de lo contrario.

El experimento es el típico experimento de control positivo y control negativo. ¿Qué pasa cuando nuestros intestinos carecen de bacterias después de un tratamiento antibiótico? lo que los investigadores comprobaron fue que si no tomabas probióticos la flora intestinal se regeneraba y más o menos volvía a ser la misma que antes del tratamiento antibiótico. Si después del tratamiento antibiótico se tomaban probióticos la flora intestinal ya no volvía a ser la misma porque los probióticos eran ahora una parte importante de la flora intestinal del paciente. El control negativo fue un autotransplante de heces, esto es, guardar tus heces antes del tratamiento antibiótico y después de los antibióticos inyectar las heces en el intestino.

Se descubrió que los probióticos colonizaron con éxito los tractos gastrointestinales de algunas personas, llamadas "persistentes", mientras que los microbiomas intestinales de "resistentes" los expulsaron

Otra de las conclusiones fue que los probióticos colonizaban los intestinos de algunos pacientes (llamados personas persistentes) y a otros pacientes los probióticos no colonizaban (personas resistentes). Este tipo de noticia no sorprenderá a aquell@s lector@s que sean aficionados a la jardinería. Hay suelos que permiten que crezcan ciertos tipos de plantas y otras tipos no crecen en ese tipo de tierras. Lo que vale para la jardinería también vale para la "flora" intestinal.

A mi siempre me dijeron que después de un tratamiento antibiótico era bueno tomar un probiótico para regenerar la flora intestinal. Cuando mis conocidos tomaban antibióticos, con tono de sapiencia, les recomendaba un probiótico. Ahora resulta que no, que es mejor dejar que la flora se regenere por si misma si es que queremos tener la misma flora que teníamos antes.

Conclusión: con respecto a la ciencia deberíamos de marcar unas escalas, lo mismo que la escala Richter de terremotos. En medicina, la escala más alta de importancia son por ejemplo las vacunas. Las vacunas y la higiene han demostrado su eficacia y por tanto se les debe de dar la importancia que tienen. Los estudios sobre las grasas, siempre controvertidos, deberían estar en la escala más baja.

La ciencia, como método de conocimiento, en medicina funciona bien cuando las variables son pocas. Las vacunas son un ejemplo, te vacunas y ya no te contagias de ese patógeno. Cuando se quiere hacer ciencia debemos tener todas las variables controladas. Los estudios en grasas son más controvertidos porque las grasas intervienen en muuuuchos procesos.Por ese motivo, en una década te hablan del colesterol bueno y el colesterol malo y diez años después te dicen que todo eso son chorradas.

Si, a todo esto, juntamos que la industria nos "educa" constantemente y en todas partes a través de la publicidad, haciéndonos creer que por haber leído un publireportaje ya sabemos de lo que hablamos, tenemos como resultado, una población que siente que su opinión cuenta. 

 Extracto de la película Idiocracia.

No, queridos lectores, por mucho que la publicidad, o los blogs de internet, te hagan creer que sabes, tu opinión es solo eso una opinión. Un médico puede hacer un diagnóstico después de examinarte y haberte hecho una serie de pruebas. Sólo un médico está capacitado para hacer un diagnóstico. Lo que diga la publicidad de probióticos, de electrolitos, de moléculas quemagrasa es solo un intento de venderte su producto.

Ah, y por supuesto, en cuestiones de medicina nunca hagáis caso a un biólogo, como yo, porque a nosotros solo nos interesa que la selección natural elimine de la población a los portadores de genes estúpidos.

https://www.newscientist.com/article/2178860-probiotics-are-mostly-useless-and-can-actually-hurt-you/#.W5KZnmAx_FU.twitter
https://www.genomeweb.com/genetic-research/gut-microbiome-studies-question-influence-probiotics?utm_source=addthis_shares#.W5KuOxgnY8p
https://www.theguardian.com/science/2018/sep/06/probiotics-not-as-beneficial-for-gut-health-as-previously-thought?CMP=share_btn_tw

Diario personal del médico militar del Rumiñahui V

Existen 13 familias de virus ARN, de virus ADN existen la mitad de familias: 7. Para ver cómo se relacionan todas estas familiar revisar la clasificación Baltimore.

Para saber cómo se caracteriza un virus pinchad aquí

Diario del Dr. Clever Moreira, médico militar en misión en la nave interestelar Rumiñahui V. Día 30 de agosto de 2084.

Al regreso de una misión por la galaxia Galápagos, mi compañero de tripulación, Justo Empate Saldarriaga, enferma gravemente. Exploro a Justo en búsqueda de señales de infección y descubro que está incubando un virus alienígena.

Pregunta 1
a) Descubre que este virus porta ácidos nucleicos, proteínas y lípidos. También averigua que este virus puede infectar a las células HeLa las cuales dispone en su laboratorio.

i) Cultiva este virus en presencia de células HeLa con uno de los siguientes radioisótopos:

32P, 35S y 3H

¿Qué macromolécula viral será marcada con 32P?

¿Qué macromolécula viral será marcada con 3H?

¿Qué macromolécula viral será marcada con 35S?

ii) Analiza el ácido nucleico y encuentra lo siguiente:

Porcentaje

A 27.6%
G 23.2%
T 28,1%
C 24,0%
U 0,8%

¿Qué ácido nucleico tiene el virus? ¿Por qué?

b) Dado que se trata de un virus alienígena, usted quiere determinar qué macromolécula (ácidos nucleicos, proteínas y lípidos) constituye el material hereditario. Explique cómo procedería.

Pregunta 2
a) Jupiter Stalin Cedeño, el científico manabí, examina la replicación del ADN para determinar si es semejante a la replicación del ADN en la tierra. Construye un sistema in vitro para la replicación del ADN.

i) ¿Cuáles son los 4 componentes moleculares que debe incluir en su sistema?

ii) Antes de la replicación, todo el ADN molde está marcado con 15N ¿Dónde se encuentra el nitrógeno en el ADN?

iii) Repite los experimentos de Meselson-Stahl. En el siguiente diagrama, dibuje los resultados que se podrían esperar en cada prueba en los 2 tipos de replicación: conservadora y semi-conservadora.

b) Jupiter Stalin ha inventado un generador de imágenes de tamaño nanoscópico que le permite examinar un comienzo de replicación del ADN. El computador lefacilita la siguiente imágen de la horquilla de replicación. Vemos como la replicación está teniendo lugar en ambas hebras y como las dos bifurcaciones se están separando cada vez más

En la siguiente horquilla de replicación a) Situa en el dibujo los puntos de crecimiento. b) Marque los extremos 3' y 5'. c) Indique qué hebras en particular son los fragmentos de Okazaki d) ¿A qué sitio (A, B o ambos) puede unirse el primr 5' CAAGG 3' para iniciar la replicación?. e) ¿A qué sitio (A, B o ambos) puede unirse el primer 5' CAAGG 3' para iniciar la replicación? f) Si un primer se une a la secuencia A ¿Cuál es la dirección de elongación (izquierda o derecha)? g) En la hebra de la posición A la síntesis de ADN se lleva a cabo de un modo continuo o discontinuo?. h) ¿Qué fragmento se sintetiza primero C o D?
Nota: El cuadrado negro representa a la DNA polimerasa III

c) Más miembros de la tripulación del Rumiñahui V comienzan a encontrarse mal a causa de la infección vírica. Mientras le da vueltas al tema, observa que ningún miembro manabí de la tripulación está enfermo. Habla con Jupiter Stalin, su colega manabí que le proporciona una muestra de células de pacientes manabitas. Entonces, decide mezclar el virus con las células de estos pacientes para hacer un seguimiento del ciclo de la infección en las células sanguíneas manabitas. Cuando analiza estas células observa que su ADN está altamente modificado con grupos metil en ciertas bases y que hay una nucleasa peculiar en las células manabitas que desorganiza el ADN regular, no modificado. ¿Puede proponer un modelo que explique la inmunidad de los manabitas?

Pregunta 3
Su caracterización preliminar del nuevo virus va por buen camino. Descubre que este virus tiene 1 cromosoma y distingue un segmento del ADN que cree que otorga al virus su capacidad para infectar. El equipo médico del Rumiñahui quiere que corte ese segmento de ADN y que lo coloque en un vector para que sea enviado al Centro de Investigación Médica de Yachay. Mostramos a continuación un esquema del fragmento deseado del gen viral y una porción de ADN.

a) A continuación mostramos un set de enzimas de restricción que tiene en su congelador: SnaB1, EcoRI, RsaI, SalI, BamHI, XbaI
Al lado del nombre de la enzima en cuestión vemos su secuencia (de 5’ a 3’) y una flecha que señala el lugar donde la enzima “corta”.

i) Señale la enzima o enzimas que NO PUEDEN cortar el fragmento de ADN mostrado arriba.

ii) Señale cuál es la enzima (s) que deja extremos romos.

iii) Señale la enzima o enzimas que dejan extremos salientes después de cortar.

iv) ¿Qué enzima única emplearía para quitar el gen del ADN viral?

v) ¿Qué par de enzimas diferentes podría utilizar?

b) Desea insertar el fragmento en el vector que mostramos más abajo:

i) ¿Qué enzima o enzimas usaría para cortar los fragmentos deseados del ADN viral?

ii) ¿Qué enzima o enzimas usaría para cortar el vector de ADN?

c) Supongamos que emplea una única enzima para cortar tanto el vector como el fragmento.

i) Tras ligar el fragmento con el vector, ¿cuántos sitios para esa enzima tendrá el ADN resultante?

ii) ¿Cuántas moléculas de ADN posibles pueden resultar de este tipo de ligación?

d) Le pasa las maravillosas instrucciones detalladas arriba a un técnico del laboratorio de Chone. Éste echa a perder el experimento, utilizando sólo la enzima SnaB I para cortar el vector de ADN, y la RsaI para cortar el fragmento del ADN viral. A continuación liga el fragmento cortado al vector cortado.

i) ¿Puede arreglar este desbarajuste volviendo a extraer el fragmento con SnaBI? Explique porque sí o porque no.

ii) ¿Puede arreglar este desbarajuste volviendo a extraer el fragmento con RsaI?
Explique porque sí o porque no.

Pregunta 4
Los científicos del Centro Médico del Rumiñahui V reciben finalmente su vector, pero encuentran muchas dificultades a la hora de transcribir el vector de DNA con el fragmento. En su tubo de reacción, tienen el buffer estándar de síntesis de ARN, el vector de ADN con el fragmento, ADN polimerasa y los trifosfatos ATP, GTP, TTP, y CTP.

a) Usted piensa, “¡Claro!”, e inmediatamente les envía un paquete con ......................... y .................. lo que les debería permitir sintetizar con éxito ARN del vector de ADN que contiene el fragmento.

b) Usted piensa que es probable que los científicos del Centro Médico del Rumiñahui requieran los componentes necesarios para sintetizar proteínas a partir del ARN que ahora saben hacer. ¿Qué tres componentes esenciales necesita enviar a estos científicos para que puedan sintetizar proteínas a partir del ARN viral?

c) Mientras tanto, en el Rumiñahui, se desarrolla un análogo de nucleótido denominado Ajíceltron que puede utilizar como tratamiento contra este virus. El Ajíceltron se adapta al centro catalítico del ARN Polimerasa del virus e impide que el ARN Polimerasa viral se ligue al ADN. ¿Qué efecto tendrá el Ajíceltron en la transcripción vírica?

d) El técnico de laboratorio propone emplear Diablumitín. El Diablumitín es una molécula que semeja un ARNt (transferente) cargado con aminoácidos. Se une al sitio A de los ribosomas y causa la terminación prematura de la síntesis proteica. ¿Cuál cree que es el mejor fármaco contra esta infección? Explique su razonamiento.

¿Cómo termina toda esta historia? A Clever Moreira se le otorga el Premio Pedro Leiva de biología y medicina por haber salvado las vidas humanas del Rumiñahui V y se substituye el festivo del 10 de Agosto por el Día de Clever Moreira. La Academia Científica de Latam le concede una cátedra. FIN

Genitállica, lo divertido de tener una ETS

Bienvenidos a la fiesta de las ETS "enfermedades de transmisión sexual"

Durante los años 90 y principios del siglo XXI hubo mucho miedo al SIDA, lo que hizo que los jóvenes se concienciaran de la importancia de mantener relaciones sexuales con protección. También desde los gobiernos se hacían muchas campañas poniendo énfasis en protegerse no solo de los embarazados no deseados, sino también del contagio de alguna ETS.
Pero los datos estadísticos confirman que ese miedo ha pasado, y los jóvenes de hoy en día apenas se preocupan de las ETS. Así,  1 de cada 4 adolescentes españoles podría padecer una ETS antes de acabar el bachillerato.
Y es que los jóvenes se sienten invencibles. A menudo no utilizan preservativos en sus relaciones, y cuando lo hacen, muchas veces es de forma incorrecta. En general, están más preocupados por los embarazos no deseados que por los contagios y el miedo a contraer una Enfermedad de Transmisión Sexual (ETS) es prácticamente nulo. Como consecuencia de esta situación, las ETS han aumentado considerablemente en los últimos años.
Este aumento se da sobre todo en jóvenes de entre 15 y 24 años, los menos conscientes de los perjuicios y consecuencias que puede suponer contraer enfermedades como el VIH, la gonorrea, la sífilis, la Hepatitis A, B y C, el herpes genital o las infecciones por papilomas. Pero este problema no se reduce a esta franja de edad, 2 de cada 5 jóvenes de entre 25 y 34 años también se ven afectadas por ETS. Además, según los últimos datos conocidos publicados por el Ministerio de Sanidad hasta junio de 2016, se han notificado 3.428 nuevos contagios de VIH en España en 2015, que equivale casi a un nuevo caso de VIH cada hora. Aunque la mayoría de los nuevos diagnósticos de VIH se encuentran entre las personas de 30 a 39 años, el 11% de estos nuevos casos seda en chicos de entre 15 y 24 años.

¿Qué es un vector en biología?

Vector es todo aquel agente biológico que ayuda a la dispersión de un patógeno

Tapa tu nariz con el brazo

En el Ecuador la mayoría de las personas estornuda así ¡Qué buen ejemplo para todo el mundo!

Fenotipo hipster grado III

CASO CLÍNICO DEL MES

Paciente varón de 28 años, con fenotipo hipster grado III que acude a urgencias con panadizo en dedo de la mano derecha.
Mientras esta siendo explorado, con escrupulosa atención a sus sensibilidades (raza, sexo, religión, filiación política y densidad de porquería subunguinales) hace saber al medico que es vegano y no acepta ningún tratamiento químico que haya sido obtenido o probado en animales.

El medico le mira a los ojos y le dice.. hay que evitar que la infección se extienda y produzca un cuadro de necrosis, osteomielitis y posible sepsis..

Tenemos dos opciones de acuerdo con sus preferencias:
La opción A consiste en amputarle el dedo y tratarle el dolor con un cocimiento hecho con belladona y amapola afgana..
El paciente palidece y pregunta por la segunda opción..
La opción B es tratarle con un extracto de Penicilium notatum ecologico, deconstruido con esencia de limones iraníes y fijado con sal del Himalaya.
El paciente sonríe aliviado y le dice al medico.. doctor gracias.. como se llama la segunda opción para que pueda comprarla en la herboristería?
Y el medico responde...

Augmentine

Proyecto de vinculación con la comunidad "Agua saludable"

En las universidades ecuatorianas existen programas para llevar la academia a las comunidades. Son los proyectos de vinculación con la comunidad. Nosotros hemos desarrollado el proyecto "Agua saludable" en la Universidad de las Américas para llevar filtros cerámicos a comunidades sin acceso a agua potable.

Se filtró 100 ml de agua de vertientes (C y F), así como del río Machángara (D) o agua de Quito (A). El agua de la vertiente C se filtró y el resultado (B) es tan bueno como el agua de Quito. El agua de la vertiente (F) se filtró pero el resultado es mejorable (E), esto se debe a que la casa en la que estaba este filtro instalado, el agua del filtro estaba estancada y había animales que entraban en la cocina

Una manera de conseguir agua potable durante dos años por un coste de 30$ son los filtros de barro. En nuestro programa de radio explicamos como y también entrevistamos al Pastor Ramiro Baez, impulsor de la fábrica de filtros Horeb en el Ecuador:

http://mx.ivoox.com/es/cafe-desqbre-10-03-2016-audios-mp3_rf_10752183_1.html

La experiencia de reparto de filtros en comunidades sin acceso a agua potable fue recogida por el periodista Jaime Giménez y publicada en El País, el diario más leído en español. Este artículo es el segundo más leído de la sección "Planeta Futuro" de El País. Fuente

La experiencia de reparto de filtros también ha sido recogida por la revista ecuatoriana "Vistazo".

Se tradujo al kichwa un folleto de 16 páginas para explicar cómo nos enfermamos al beber agua no potable y cómo se usan los filtros cerámicos

La ONG Potters for Peace se hizo eco en su boletín de nuestra campaña de crowfunding para recaudar dinero para construir un horno de cerámica negra.

 

Proyecto final de carrera de la alumna Carolina Estefanía Ponce Lara, alumna de Comunicación Audiovisual de la UDLA

 

 Proyecto final de carrera de la alumno de Comunicación Audiovisual de la UDLA Juan Pablo Delgado

Se presentó nuestro trabajo en la Universidad Técnica del Norte

Se presentó un poster en un congreso realizado en la Pontificia Universidad Católica del Ecuador

Hemos desarrollado un kit de microbiología en 3D que utilizaron nuestros alumnos de Medicina de la UDLA para explicar a los usuarios de filtros qué era lo que estaban eliminando de su agua de beber utilizando estos filtros

Virus, bacterias y parásitos entran en uno de los 10 kits que se desarrollaron en esta iniciativa

Gracias a estos kits se puede tocar y visualizar los distintos tamaños y de como el filtro funciona como un cedazo para eliminarlos del agua filtrada

Los modelos de virus fueron descargados de repositorios "Open Source" online e imprimidos en plástico con un impresora 3D

De nuestro trabajo hemos observado que los filtros son muy eficaces para evitar la dispersión de bacterias multirresistente a antibióticos

Esperemos que cada vez más hogares rurales dispersos sin acceso al agua potable utilicen estos filtros cerámicos. Los filtros cerámicos tienen en el Ecuador un precedente histórico en los filtros fabricados en piedra volcánica porosa. Incluso en Manabí se siguen empleando estos filtros hoy en día. Son, por tanto, tecnologías que han estado presentes en el Ecuador. Ahora, queremos que se aquellos hogares sin agua potable se conciencien de que existen métodos baratos para poder acceder al agua potable sin la necesidad de comprar agua embotellada.

En el sector Los Eléctricos, zona alta de Manta, Ernesto Rojas purifica agua con el uso de filtros coloniales, tiene dos en su propiedad que está ubicada cerca de la Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí (Uleam). Fuente

Estos filtros de piedra volcánica se pueden ver en la Casa del General Sucre en Quito. La existencia de estos filtros hablan de una comunidad preocupada por la limpieza y pureza del agua. Si tenemos en cuenta que el General Sucre compra su casa en 1828 y que en 1854 John Snow demuestra que el agua contaminada es el agente propagador de la cólera en Londres y que en 1860 es cuando Luis Pasteur establece la teoría microbiana de la enfermedad, estamos hablando de unas gentes que ya se preocupaban de la higiene.

Los programas de vinculación con la comunidad son una ocasión única para establecer relaciones en las que la comunidad aprende y los universitarios aprendemos de la comunidad. Se obtiene mucho más de lo que se da. Percibes la capacidad de transformación que tiene el conocimiento. Es una oportunidad de darte un baño de humildad y percibir cuales son realmente los problemas que tienen las personas y las comunidades.

Intolerancia a la lactosa y selección natural

Presiona aquí

Como todos los días en la calle y no me enfermo

Personalmente consumo comida callejera. Creo que no supone ningún riesgo para la salud para personas adultas y sanas. Debería de evitarse esta comida en caso de niños muy pequeños, embarazadas, personas inmunodeprimidas.... No toda la comida callejera presenta los mismos riesgos. La leche cruda, los mariscos, los alimentos que no han sido cocinados son los de más riesgo. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), las 10 reglas básicas para la preparación segura de alimentos son:

Elegir alimentos que han sido tratados con técnicas higiénicas.

Aplicar tratamientos de cocción adecuados.

Consumir de forma inmediata los alimentos cocinados.

Conservarlos refrigerados.

Recalentarlos de manera uniforme.

Evitar el contacto de alimentos crudos con cocinados.

Lavarse bien las manos antes de manipularlos y entre alimento y alimento.

Lavar bien las superficies y utensilios que entran en contacto con alimentos.

Evitar los insectos.

Usar agua potable para cualquiera de los usos.

Si se siguen estos consejos no habría ningún problema en consumir alimentos en la calle. Creo que habría que proteger esta costumbre gastronómica ecuatoriana identificando a aquellos puestos de comida callejera que se adscriban a buenas prácticas y se comprometan con la calidad de la comida ecuatoriana. En Galicia, de donde vengo, existe la categoría "Galicia Calidade" que vela por la calidad de los productos gallegos. Cuando encuentras ese logo en un producto sabes que tiene un nivel alto de calidad.

S. aureus está presente en la piel de los humanos por lo que se puede localizar en cualquier alimento y produce una intoxicación muy aguda. Esta aparece entre las 2 y 12 horas después de la ingestión de la toxina que genera el patógeno y provoca vómitos intensos e incontrolados, aunque no fiebre. Es una intoxicación leve y desaparece en 24 horas. El responsable del problema es una toxina de carácter termoestable, lo que permite que en alimentos cocinados se mantenga la toxina, aún cuando no esté presente el microorganismo. Una vez que el microorganismo llega al alimento, el control es sencillo, ya que si la temperatura de refrigeración es adecuada y no se rompe la cadena del frío, el microorganismo no será capaz de formar toxina. Si, por el contrario, las condiciones lo permiten, la toxina llegará al consumidor

El 32% del jugo de naranja que se vende en las calles de Quito no es apto para el consumo humano (2016)

El resultado fue informado por la Secretaría Metropolitana de Salud. La entidad a través del Laboratorio de Alimentos dio a conocer el resultado sobre el análisis de 35 muestras de venta informal de jugo de naranja que se comercializa en la ciudad. Según el informe realizado en abril, el 32% de estas muestras no cumplió con la norma para el consumo humano. En  el año 2011 se realizó un trabajo similar en España y los resultados de contaminaciones bacterianas en los jugos era del 43%

El análisis se realizó con jugos de naranja que fueron adquiridos en las cinco administraciones zonales de Quito entre el 1 y 15 de abril del 2016. Fuente

José Ruales, Secretario Metropolitano de Salud, explicó que de los alimentos contaminados no todos resultaron ser patógenos. Esta es la explicación por la cual a pie de calle podemos decir "yo como todos los días en la calle y no me enfermo". Sin embargo, de un 47% de alimentos con carga bacteriana, el 12% presentaban unos niveles críticos de bacterias fecales e incluso Salmonella. A los comerciantes que tenían estos alimentos contaminadísimos se les sancionó y se les dió un curso de manejo de alimentos.

Es obvio que los alimentos en la calle van a tener más carga bacteriana que en locales con mejores condiciones higiénicas. Más que nada porque los puestos callejeros no suelen tener línea de frío. El frío de una refrigeradora hace que el crecimiento de las bacterias sea más lento. Lanzar el mensaje de que la mitad de las comidas de la calle tienen bacterias es mal informar. Es importante recalcar que las bacterias por si mismas no son malas, que lo malo es comer bacterias patógenas. Las bacterias patógenas son especialistas en producir enfermedad en los humanos y por eso se transmiten de humano a humano. Cuando las ingerimos toman control de nuestro intestino que se convierte en un cañón de diarrea, una manera que tienen las bacterias patógenas de saltar desde nosotros a su próxima víctima. Las demás bacterias, las no patógenas, no saben que hacer cuando llegan al cuerpo humano, muchas se mueren en el ácido del estómago. 

¿Qué nos enferma más rápido una toxina en un ceviche o una bacterias en un jugo?

En este sketch de Enchufe TV podemos reconocer algo que nos ha ocurrido a todos: la intoxicación alimentaria. Fuente

Las conchas son animales filtradores, son capaces de filtrar hasta 8 litros de agua por hora. Si en el mar hay placton o bacterias productoras de toxinas estas toxinas pueden quedar en el cuerpo de la concha. Normalmente se hace un seguimiento a la calidad del agua. Si hay marea roja, es decir, bacterias productoras de toxinas, en el agua de mar, entonces se suspende la recogida de concha. En Galicia, por ejemplo, las conchas se llevan a estaciones depuradoras en donde se las deja un tiempo filtrando agua controlada. Eso se debería hacer por sistema en todo el mundo. De esta manera la concha bombea hacia el exterior la toxina y después de un tiempo ya se puede comer. Sabes que te has intoxicado con una toxina si sientes los síntomas más o menos dos horas después de la ingestión.

Otra tema es que la concha esté en descomposición. Esto suele ocurrir cuando ha pasado varias horas fuera del mar y sin frío. Si es así, pueden crecer bacterias que te provoquen una infección. Si la concha no es fresca, es decir, huele raro, no la comas. Si una concha que haya sido hervida sigue cerrada entonces no la comas. El tiempo que transcurre cuando tienen una infección provocada por alimentos suele ser más largo que cuando te intoxicas con una toxina. Hay algunas bacterias resistentes a la sal y que se encuentran a veces en concentraciones elevadas en el mar, sobre todo cuando el mar es caliente, como es el caso de Vibrio parahemolyticus o Vibrio vulnificus, que pueden provocar infecciones en el humano. Normalmente producen diarreas y cólicos abdominales. Si somos personas sanas normalmente los síntomas no van más allá. Las niños pequeños, las personas muy mayores, los inmunodeprimidos y sobre todo las mujeres embarazadas deberían de abstenerse de comer este tipo de alimentos crudos.

Diferencias entre intoxicación e infección alimentaria

Los síntomas más frecuentes de la intoxicación alimentaria son náuseas y vómitos. El tiempo de inicio, o el tiempo entre el consumo de alimentos y la primera señal, es más corto que en el caso de infección. Esto es así porque, en esencia, el organismo reacciona más rápido cuando se experimenta una intoxicación por sustancias químicas (en general, se desarrollan a las dos horas tras el consumo).

Los signos habituales de la infección de alimentos son diarrea, calambres estomacales, fiebre y escalofríos (estos dos últimos son más extraños en el caso de una intoxicación). El tiempo de reacción es mayor porque los microorganismos necesitan tiempo para reproducirse y atacar el organismo.

En la infección alimentaria, uno de los patógenos más involucrados es la Salmonella, capaz de crecer en el intestino. Las principales fuentes de infección son las personas y los animales de sangre caliente. El patógeno llega a los alimentos por la contaminación de los manipuladores de alimentos o, en el caso de huevos y aves de corral, puede estar presente ya en el animal. En el caso de maríscos o moluscos el patógeno más habitual suelen ser los Vibrios. En el caso de la leche cruda Brucella abortus, o en las conservas mal elaboradas Clostridium botulinum.

En la intoxicación alimentaria, los microorganismos que se localizan en los alimentos producen una toxina que en la mayoría de los casos no se elimina con la cocción. Es muy difícil detectarla porque no se altera ni el sabor, ni el aspecto ni el olor. La única forma de prevención es mantener los gérmenes fuera de los alimentos y estos, a temperatura adecuada.

La leche cruda: cuando el jipismo nos expone a infecciones

Los microorganismos patógenos identificados con más frecuencia en los brotes causados por el consumo de leche cruda o de productos elaborados con ella, son las bacterias Salmonella spp., Campylobacter spp., Escherichia coli, Yersinia enterocolitica, Listeria monocytogenes y Staphylococcus aureus, que pueden provocar diferentes enfermedades, que pueden ser desde leves, como una gastroenteritis (diarrea, vómitos, náuseas, fiebre, dolores abdominales, etc.) hasta muy graves, como síndromeurémico-hemolítico, listeriosis o salmonelosis, entre otras, que pueden llegar a dejar graves secuelas o incluso provocar la muerte, especialmente en grupos de riesgo (niños de corta edad, ancianos, mujeres embarazadas y personas inmunodeprimidas). Recomiendo leer la entrada sobre leche cruda del blog Gominolas de petroleo, que recomiendo.

 Confieso que no soporto a los jipis. En los ochenta el grupo punk Siniestro total les dedicó una canción. Las Cíes son unas islas cerca de donde nací en donde había una colonia semipermanente de jipis.

De como la Histeria coli volvió locos a los europeos

En el verano de 2011 urémico-hemolítico de Escherichia coli en Alemania causó 53 muertos. Que en Alemania se estuviese muriendo gente por un brote infeccioso causó muchísimo revuelo en un continente acostumbrado a mantener a las bacterias a raya. Los alemanes culparon a los pepinos españoles del brote. Eso supuso un golpe a las exportaciones de hortalizas españolas con pérdidas millonaria. Se produjo un tsunami informativo, todos los medios hablaban de la Escherichia coli que estaba matando en Alemania. Al final resultó qu era una cepa de Escherichia coli que había recombinado, es decir, que en su mayoría era una cepa E. coli O104 a la que se le habían sumado genes de otra Escherichia coli llamada EAEC 55989. Esta nueva cepa nunca antes se había aislado en pacientes y presentaba varias características que la hacían más virulenta y capaz de producir toxinas.

¿Por qué produjo un brote con 53 muertos?

La bacteria se encontraba en unos brotes de soja cultivados en Egipto, y por tanto regados con las contaminadísimas aguas del Nilo, y que se empaquetaron y se enviaron a Alemania donde se consumían crudos en ensaladas. En este caso se produjo la tormenta perfecta: brotes cultivados regados con agua contaminadísima con elevadas concentraciones de bacterias coliformes, es decir, provenientes de intestinos humanos o animales, una bacteria recombinante con lo peor de la O104 y lo peor de la EAEC 55989, la preparación de ensaladas con alimentos provenientes de países del tercer mundo sin control alimentario...

El 32% del jugo de naranja que se vende en las calles de Quito no es apto para el consumo humano

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