Duplicando la información de la doble hélice

Artículo publicado el 27 de abril de 2012 en la Universidad de Bristol

Unas nuevas moléculas reguladoras conocidas como micro-ARNs espejo controlan múltiples aspectos de la función cerebral.

Nuestros genes controlan muchos aspectos de quienes somos – desde el color de nuestro pelo a nuestra vulnerabilidad a ciertas enfermedades – pero ¿cómo son los genes y, por consiguiente, las proteínas que los controlan a ellos? Los investigadores han descubierto un nuevo grupo de moléculas que controlan parte de los procesos fundamentales subyacentes a la función de la memoria y pueden tener la clave para el desarrollo de nuevas terapias para tratar enfermedades neurodegenerativas.

La investigación, dirigida por las Facultades de Ciencias Clínicas, Bioquímica y Fisiología y Farmacología de la Universidad de Bristol, ha revelado un nuevo grupo de moléculas conocidas como micro-ARNs espejo.

ADN © by RambergMediaImages


Los micro-ARNs son genes no codificadores que a menudo residen dentro del “ADN basura” y regulan los niveles y funciones de múltiples proteínas objetivo — responsables de controlar procesos celulares en el cerebro. Las conclusiones del estudio han demostrado que dos genes micro-ARN con distintas funciones pueden generarse a partir del mismo trozo (secuencia) de ADN – una producida a partir de la hebra superior y otra de la hebra complementaria “espejo” inferior.

Específicamente, la investigación ha demostrado que un único trozo de ADN humano da lugar a dos genes de micro-ARN totalmente procesados que se expresan en el cerebro y tienen funciones diferentes y anteriormente desconocidas. Un micro-ARN se expresa en las zonas de las células nerviosas que se sabe que controlan la función de la memoria y el otro micro-ARN controla los procesos que mueven cargas de proteínas por las células nerviosas.

James Uney, Profesor de Neurociencia Molecular en la Facultad de Ciencias Clínicas de la Universidad de Bristol, dice: “Estos hallazgos son importantes dado que nos nuestran que cambios muy pequeños en los genes del micro-ARN tendrás efectos drásticos sobre la función cerebral y pueden influir sobre la función de nuestra memoria o la probabilidad de desarrollar una enfermedad neurodegenerativa. Estos hallazgos también sugieren que se encontrarán muchos más micro-ARNs espejo humanos y que finalmente podrían usarse como tratamientos para enfermedades humanas neurodegenerativas tales como la demencia”.

Los micro-ARNs pueden verse como una novedosa forma de capa regulatoria dentro del genoma, que depende de la interacción entre distintas moléculas de ARN. A través de la unión con el ARN mensajero (mARN), ajustan el nivel de proteínas. Debido a su pequeño tamaño son capaces de regular muchos ARNs distintos. Los micro-ARNs ya se habían hallado en la doble hélice, entre genes o en áreas del código para un gen simple que normalmente sería descartada. Tales áreas, que se consideraron durante algún tiempo “ADN basura”, ahora se revelan con un papel mucho más complejo e importante. Además los micro-ARNs pueden producirse junto con sus genes, dentro de los que se sitúan, o ser controlados y producidos de manera totalmente independiente.

Helen Scott y Joanna Howarth, autoras principales del estudio, añaden: “Hemos encontrado que ambos extremos de la doble hélice pueden producir micro-ARN. Estos dos micro-ARNs son una imagen especular casi perfecta uno del otro, pero debido a ligeras diferencias en su secuencia, regular distintos conjuntos de proteínas que producen ARNs, que a su vez afectarán a distintas funciones biológicas. Tales micro-ARNs es probable que representen un nuevo grupo de micro-ARNs con papeles complejos en la coordinación de la expresión génica, duplicando la capacidad de regulación”.


Fecha Original: 27 de abril de 2012
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Comments (4)

  1. Amigos míos:

    Cada día, cuando entro aquí y leo, los avances que en todos los campos de la Ciencia se están llevando a buen puerto, no puedo evitar que, mi asombro crezca, la imaginación y el talento humano, progresa de manera exponencial y, cada día, nos muestra nuevas maravillas del saber del mundo de la Naturaleza y, nosotros, como creación del Universo, Naturaleza somos al fín y al cabo.

    El trabao que aquí nos presentan viene a refrendar lo mucho que podemos esperar del progreso que estamos haciendo en el campo del conocimiento de los mecanismos del cerebro.

    “Unas nuevas moléculas reguladoras conocidas como micro-ARNs espejo controlan múltiples aspectos de la función cerebral.” Y sigue para decirnos que:

    “Nuestros genes controlan muchos aspectos de quienes somos – desde el color de nuestro pelo a nuestra vulnerabilidad a ciertas enfermedades – pero ¿cómo son los genes y, por consiguiente, las proteínas que los controlan a ellos? Los investigadores han descubierto un nuevo grupo de moléculas que controlan parte de los procesos fundamentales subyacentes a la función de la memoria y pueden tener la clave para el desarrollo de nuevas terapias para tratar enfermedades neurodegenerativas.”

    Y, a todo esto, más nos tendríamos que asombrar al saber que el cerebro humano adulto, con poco más de un kilo de peso, contiene unos cien mil millones de células nerviosas o neuronas. La capa ondulada más exterio o corteza cerebral, que es la parte del cerebro de evolución más reciente, contiene alrededor de 30 mil millones de neuronas y hasta un billón de conexiones. Si contáramos una sinagsis cada segundo, tardardaríamos 32 millones de años en acabar el recuento. Si consideramos el número posible de circuitos neuronales, tenemos que habérnoslas con cifras hiperastronómicas: 10 seguido de un millón de ceros. (En comparación con el número de partículas del universo conocido que asciende sólo a 10 seguido de 79 ceros).

    Lo anterior nos puede dar una idea de cuan complejo el cerebro es y, no hablemos de la conciencia y, ¿que decir de la facultad del pensamiento? El pensamiento, el discurso interior y la formación consciente de imágenes nos recuerdan poderosamente que se puede construir una escena consciente incluso en ausencia de impresiones externas. Los sueños constituyen la demostración más palmaria de este hecho. Pese a ciertas peculiaridades, como la credulidad, la resolución y la pérdida de auto reflexión del que sueña, la ensoñación y la conciencia despierta son notablemente parecidas (“soñar despierto”). Los objetos visuales y las escenas “vividas” en el sueño, suelen ser reconocibles, el lenguaje es inteligible e incluso las historias que se desarrollan en los sueños pueden llegar a ser tan coherentes que, no en pocas ocasiones, muchas personas llegaron a tomarlas por reales.

    Una característica clave de los patrones neuronales que se pueden observar al microscopio es su densidad y extensión. El cuerpo de una neurona mide 50 micones (milésimas de milímetro) de diámetro, si bien la longitud del axón puede variar entre unos micrones y más de un metro. Aunque es realmente cierto que hemos podido llegar a conocer mucho de lo que ahí se fragua, mucho más cierto es que, desconocemos la mayor parte de las maravillas que en el cerebro se llegan a producir y, sabiendo el resultado final, no podemos discernir po qué caminos se llegó a allí.

    Claro que, el abanico y la variedad de la fenomenología consciente pueden llegar a abarcar tanto como la experiencia personal de cada cual y llegan tan lejos como la imaginación individual de cada persona: Allí está el teatro privado de cada uno. El dominio de la consciencia que, cuando llega a sobresalir de lo corriente, entra en ese campo que llamamos filosofía y que, algunos, al ser referida al SER, llaman metafísica.

    La experiencia consciente varía en intensidad; el nivel global de alerta puede variar desde la casi nula vigilancia del sopor hasta el estado hipervigilante de un piloto de guerra en acción, y la percepción sensorial puede ser más o menos vívida. También tenemos esa conocida habilidad llamada atención, que nos permite seleccionar o amplificar diferencialmente ciertas experiencias conscientes en detrimento de otras experiencias coetáneas..

    Además, la conciencia se halla conectada y vinculada a ciertos aspectos de la memoria. De hecho, a menudo se equipara la memoria inmediata, que dura apenas una fracción de segundo, a la propia conciencia. Claramente, la memoria de trabajo -la habilidad de “tener presente” y manejar los contenidos conscientes, como los números de teléfonos, las frases y las posiciones en el espacio, durante unos segundos-, está estrechamente realcionada con la Conciencia.

    Claro que, para poder llegar a enteder lo que la Conciencia es, sería preciso que entendiéramos primero como funcionan nuestros cerebros: su arquitectura, su desarrollo y sus múltiples funciones dinámicas que son posible gracias a sus características más impotantes, tales como, su organización anatómica y la notable dinámica que genera y, aunque insuficiente, esta pincelada, esta imagen, este conocimiento es necesario para poder llegar a comprender de qué manera llega a surgir la Conciencia.

    En el trabajo que aquí nos exponen, se trata de eso, de verificar algunos de los secretos profundamente escondidos en el interior de nuestros cerebros y que, de alguna manera, al poder desvelarlos, podría contribuir a nuestro bien futuro eliminando situaciones no positivas que podrían ser aniquiladas mediante el conocimiento más profundo de estas caracteristicas de nuestras mentes.

    La Naturaleza de la mente es el misterio más profundo de la humanidad., se trata, además de un enigma de proporciones gigantescas, que se remonta a milenios atrás, y que se extiende desde el centro del cerebro hasta los confines del Universo. Es un secreto que provocó vértigo y depresión en alguna de las mentes más preclaras de algunos de los filósofos y pensadores más grandes que en el mundo han sido. Sin embargo, este amplio vacío de ignorancia está, ahora, atravesado, por varios rayos de conocimiento que nos ayudará a comprender cómo se regula la energía mental, como se comportan algunos de sus componentes y, cómo, de alguna manera, podemos llegar a descorrer el velo que oculta muchas de las preguntas planteadas y que nadie, hasta el momento, ha sabido contestar.

    Aunque puede que no sepamos que es la mente, sabemos algunas cosas sobre el cerebro. Está formado por una red, una increíble maraña de “cables” eléctricos que serpentean a través de una gran cantidad de “sustancias” neuroquímicas. Existen quizás cien mil millones de neuronas en el cerebro humano, tantas como estrellas hay en la Vía Láctea, y, cada una de ellas recibe datos eléctricos de alrededor de mil neuronas, además de estar en contacto y en comunicación con unas cien mil neuronas más.

    El suministro de datos que llega en forma de multitud de mensajes procede de los sentidos, que detectan el entorno interno y externo, y luego envía el resultado a los músculos para dirigir lo que hacemos y decimos. Así pues, el cerebro es como un enorme ordenador que realiza una serie de tareas basadas en la información que le llega de los sentidos. Pero, a diferencia de un ordenador, la cantidad de material que entra y sale parece poca cosa en comparación con la actividad interna. Seguimos pensando, sintiendo y procesando información incluso cuando cerramos los ojos y descansamos.

    El trabajo aquí presentado (es comprensible) está limitado a una cuestión y, es tan grande el objeto del que trata que, abarcar todo lo que ahi acontece, sería imposible. Por ejemplo: El 90% del cuerpo humano no son células “humanas”, sino un auténtico ecosistema de unos cien billones de bacterias que habitan en el mismo.

    Una total ausencia de bacterias tiene como consecuencia un desarrollo corporal deficiente, un cerebro distinto e inmaduro y un sistema inmunitario incompleto. Si a animales con esa ausencia total de bacterias se les trasplanta la flora de individuos normales, recuperan la normalidad.

    ¡Es tan complejo nuestro cerebro! Y, a todo esto, no digamos de la Mente, de la que se dice que, el Universo, es casi tan grande como ella.

    Casi todo lo que aquí digo, lo dijeron sabios que sabían infinitamente más que yo.

    Saludos a todos.

  2. Un Premio Nobel en Medicina, habiendo escrito un libro de gran interés, cuando comentaba sobre el mismo, en algún pasaje decía: “Al escribir este libro he ido mucho más allá de los limites de mi propia competencia. Incluso el mayor de los eruditos, que yo desde luego no soy, no podría abarcar de manera bien informada un territorio tan vasto. Pero merece la pena intentarlo, y no se puede dejar la tentativa simplemente a filósofos, historiadores, divulgadores de la ciencia u otros “generalistas” que no tienen experiencia científica. Ni tampoco ha de dejarse a los que poseeen esta experiencia, como los físicos y los cosmólogos, que son los que con más frecuencia tienden a adentrarse en consideraciones más generales, pero que pueden estar poco versados en las ciencias de la vida.”

    Si nos preguntan ¿qué es la vida?, por regla general la respuesta no plantea ningún problema. La vida, solemos contestar, es “materia animada” (ánima, alma, o espíritu vital), es decir, lo que en realidad no comprendíamos acerca de la vida.

    Algunos hablaban de “élan vital”, un ímpetu vital, o, como decía Laconte: “télefinalisme” para designar lo que él consideraba como la capacidad innata de los organismos vivos para actuar con un propósito determinado, en oposición a la segunda ley de la termodinámica.

    En la actualidad el vitalismo tiene pocos adeptos, y los ha ido perdiendo a medida que las notables propiedades de los seres vivos se han ido explicando cada vez más en los términos de la Física y la Química.

    A su vez, intentos por definir la vida apelan cada día más a estas disciplinas. En 1944, el físico austríacoErwin Schrödinger, quien gozaba de fama mundial por el desarrollo de la mecánica ondulatoria haciendo una importante aportación con su función de onda (ψ), se planteó la cuestión en un librito titulado What is life?, que en su época tuvo mucha influencia. Destacó con perspicacia dos propiedades que son particularmente características de los seres vivos:

    1) Su capacidad de crear orden a partir del desorden al explotar fuentes externas de energía y alimentarse de lo que él llamaba “entropía negativa”.

    2) Su capacidad de transmitir su programa específico de generación en generación, propiedad que Schrödinger, que no sabía nada de DNA, atribuía a un “cristal aperiódico”.

    Ya más recientemente, evolucionistas tales como el inglés Richard Dawkins, han destacado el paradigma del “gen egoista”, una imagen poderosa que pretende ilustrar la idea de que los genes son el objetivo último de la selección natural. Los teóricos como Stuart Kauffman, asociado desde hace tiempo al famoso Instituto de Santa Fe, donde los ordenadores crean la llamada vida artificial, insisten en la “autoorganización” como una propiedad fundamental de la vida.

    La vida es lo que es común a todos los seres vivos

    Esta respuesta no es una tautología (repetición de un mismo pensamiento expresado de distintas maneras, pero que son equivalentes: “yo soy yo, y nadie más”.), porque permite excluir muchos atributos de la definición de la vida. No es necesario tener hojas verdes, o alas, brazos o piernas, o un cerebro, para estar vivo. Ni siquiera es necesario estar formado por muchas células. Enormes cantidades de seres vivos constan de una sola célula.

    La célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo. De este modo, puede clasificarse a los organismos vivos según el número de células que posean: si sólo tienen una, se les denomina unicelulares (como pueden ser los protozoos o las bacterias, organismos microscópicos); si poseen más, se les llama pluricelulares. En estos últimos el número de células es variable: de unos pocos cientos, como en algunos nematodos, a cientos de billones como en el caso del ser humano.

    Los más sencillos de ellos, a saber, las bacterias, carecen de núcleo central y de la mayoría de las demás estructuras que pueden verse dentro de las células de organismos más evolucionados; de modo que estas características celulares no son tampoco requisitos para la vida. Lo que queda es lo que los seres humanos tenemos en común con los colibacilos de nuestro tubo digestivo. Todavía es mucho.

    Nosotros y los colibacilos, junto con todos los demás seres vivos, estamos formados por células constituidas por las mismas sustancias. Fabricamos nuestros constituyentes mediante los mismos mecanismos. Dependemos de los mismos procesos para extraer energía del ambiente y para convertirla en trabajo útil. Y lo que es más revelador, utilizamos el mismo lenguaje genético, obedecemos el mismo código. Hay diferencias, desde luego. De otro modo seríamos todos idénticos. Pero el programa básico es el mismo. Sólo hay una vida. En realidad, todos los seres vivos conocidos descienden de una única forma ancestral. Nosotros y los colibacilos somos primos lejanos; muy kejanos, pero indudablemente emparentados.

    Hace 50 años, un trabajo como el que arriba nos describen, hubiera sido impensable y estas ideas eran todavía vagas y estaban apoyadas por muy pocas pruebas. En la actualidad, por el contrario, no sería exagerado afirmar que “casi” conocemos el secreto de la vida. En sólo medio siglo, la Humanidad ha efectuado el mayor salto en conocimiento de toda su historia. Esta revelación nos ha llegado gracias a los avances de la biología celular, la bioquímica y la biolo´gia molecular.

    Perdonad que pierda la noción del tiempo llevado por la pasión del tema, ya que, cuando se tocan los secretos que dentro de nosotros se atesoran…¡Quién puede resistir la curiosidad de ahondar más y más en ellos?

  3. Asphyxia

    No sé cual es más interesante, si el artículo en sí o las respuestas ;)

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