Agua, agua por todos lados – pero, ¿es esencial para la vida?

Artículo publicado el 13 de abril de 2012 en la Universidad de Bristol

Una nueva investigación realizada por científicos de la Universidad de Bristol ha desafiado una de las ideas clave de la química: que las proteínas dependen del agua para sobrevivir y funcionar. Los hallazgos del equipo, publicados en el ejemplar de este mes de la revista Chemical Science, podrían finalmente llevar al desarrollo de nuevas enzimas industriales.

Las proteínas son grandes moléculas orgánicas, claves para todo ser vivo, que nos permiten convertir el alimento en energía, suministran oxígeno a nuestra sangre y músculos, y dirigen nuestro sistema inmune. Dado que las proteínas evolucionaron en un entorno rico en agua, generalmente se cree que dependen del agua para sobrevivir y funcionar.

Estructura de la proteína del ántrax © by Argonne National Laboratory

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Investigadores captan las primeras imágenes de átomos moviéndose en una molécula

Artículo publicado por Pam Frost Gorder el 7 de marzo de 2012 en la Universidad Estatal de Ohio

Usando una nueva cámara ultrarrápida, los investigadores han registrado la primera imagen en tiempo real de dos átomos vibrando dentro de una molécula.

La clave del experimento, que aparece en el ejemplar de esta semana de la revista Nature, es el uso de los investigadores de la energía de los propios electrones de una molécula como una especie de “bombilla” para iluminar el movimiento molecular.

El equipo usó pulsos láser ultrarrápidos para sacar a un electrón fuera de su órbita natural dentro de una molécula. El electrón cae entonces de nuevo hacia la molécula de la que se dispersó, de forma análoga a la forma en la que un destello de luz se dispersa alrededor de un objeto, o una onda de agua se extiende por un estanque.

Molécula © by hesenrre

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Spitzer encuentra buckybolas sólidas en el espacio

Artículo publicado el 22 de febrero de 2012 en JPL

Los astrónomos que usan datos procedentes del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA han descubierto, por primera vez, buckybolas en  forma sólida en el espacio. Antes de este descubrimiento, se habían hallado en el cosmos las microscópicas esferas de carbono sólo en forma gaseosa.

Formalmente conocidas como buckminsterfullerenos, las buckybolas toman su nombre por su semejanza a las cúpulas geodésicas del fallecido arquitecto Buckminster Fuller. Están compuestas de 60 átomos de carbono ordenados en forma de esfera hueca, como una pelota de fútbol. Su inusual estructura hace que sean candidatos ideales para aplicaciones eléctricas y químicas en la Tierra, incluyendo materiales superconductores, medicinas, purificación de agua y blindaje.

Buckybola © by James Nash (aka Cirrus)

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Descubren que los planetas ‘gemelos’ de la Tierra pueden ser muy diferentes

Artículo publicado el 23 de febrero de 2012 en la web del IAC

Un equipo internacional en el que ha participado el IAC descubre que las composiciones químicas de los planetas tipo terrestre pueden ser muy distintas a la de la Tierra.

Poder determinar las abundancias químicas en la formación de sistemas planetarios constituye la clave para identificar los planetas con alguna posibilidad de que exista vida.

Cada vez que se hace público el descubrimiento de algún planeta extrasolar similar a la Tierra, vuelve a aparecer la expectativa de la posibilidad de vida extraterrestre. Sin embargo,  estos gemelos de la Tierra no siempre son tan parecidos al planeta azul. Un equipo internacional con participación del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) ha descubierto que la estructura química de los planetas de tipo terrestre puede ser muy diferente de la composición básica de la Tierra, lo que tendría un gran impacto en la existencia y la formación de las biosferas.

Exoplanetas © by fdecomite

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En busca de los azúcares que originaron la vida

Artículo publicado el 8 de febrero de 2012 en SINC

Un grupo de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) ha conseguido aislar y caracterizar un azúcar en fase gas por primera vez en la historia. Los azúcares tienen un enorme interés bioquímico debido a la importancia y diversidad de las funciones que desempeñan: sirven de almacenes de energía y son el combustible de varios sistemas biológicos; forman parte del ADN y del ácido ribonucleico (ARN) y además juegan un papel clave en los procesos celulares.

Recientemente el interés de los azúcares también se ha acrecentado en la cosmoquímica, más en concreto, en la búsqueda de material fundamental para el origen de la vida en el espacio interestelar. Hallar ese material fundamental ayudaría también a comprender cuál fue el mecanismo del origen de la vida en la Tierra.

El interés de los azúcares también se ha acrecentado en la búsqueda de un material fundamental para el origen de la vida en el espacio interestelar.

Doble Hélice de ADN… hecha de libros © by alvy

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Holografía de electrones produce la primera imagen de una proteína aislada

Artículo publicado el 24 de enero de 2012 en The Physics ArXiv Blog

Un método no destructivo para tomar imágenes de proteínas aisladas podría ayudar a resolver uno de los mayores retos de la biología.

El comportamiento y funcionamiento de las proteínas está, en gran parte, determinado por su forma.  Por lo que uno de los mayores desafíos actuales de la biología es comprender y modelar la estructura de las proteínas.

Pero es una tarea compleja. Los biólogos actualmente lo hacen usando técnicas como la cristalografía por rayos-X, que requiere que se encadenen millones de proteínas para formar un cristal.  El problema es que la mayor parte de las proteínas no forma cristales. E incluso cuando lo hacen, no todas las moléculas estarán en la misma conformación y, por tanto, el patrón de difracción puede terminar siendo una especie de media de varias formas diferentes.

Por esto es por lo que los biólogos conocen la forma de sólo menos del 2 por ciento de las proteínas humanas.

Proteínas Crédito: Argonne National Laboratory

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Un material eléctrico en el manto podría explicar la rotación de la Tierra

Artículo publicado por Kate McAlpine el 19 de enero de 2012 en Science Now

Cuando se trata de la rotación de la Tierra, podrías pensar que los geofísicos lo tienen todo bastante calculado. Aún no. Para explicar algunas variaciones en la forma en que gira el planeta, el manto de la Tierra – la capa de roca caliente fundida que está entre la corteza y el núcleo – debe conducir la electricidad,una capacidad que no debería tener el manto que conocemos. Ahora, un nuevo estudio ha encontrado que el monóxido de hierro, que forma el 9% del manto, en realidad conduce la electricidad como un metal, pero sólo a las temperaturas y presiones encontradas bajo la superficie.

El giro de la Tierra no está exento de fallos. Los geofísicos han descubierto que el tiempo que necesita nuestro planeta para completar una rotación – la duración de un día -fluctúa ligeramente a lo largo de meses o años. También han observado una oscilación adicional predecible en el bamboleo del eje de rotación de la Tierra, como el balanceo de una peonza. Las variaciones están probablemente provocadas por el núcleo interno de hierro sólido, el núcleo exterior de metal líquido, y el manto rocoso, todos girando a velocidades ligeramente diferentes. La fricción les ayuda a alinearse, y el campo magnético del núcleo externo puede tirar del material del núcleo interior. Pero para encajar las observaciones, el núcleo debería también ejercer su tirón magnético sobre el manto, dice Bruce Buffett, experto en ciencias de la Tierra de la Universidad de California en Berkeley, que no estuvo implicado en el nuevo estudio. Esto significa que una capa del manto debe ser capaz de conducir la electricidad. Pero, comenta, “el origen de la capa metálica sigue siendo una cuestión abierta”.

Corte de la Tierra © by Samuel Mann

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Un estudio desafía la existencia de vida basada en el arsénico

Artículo publicado por Erika Check Hayden el 20 de enero de 2012 en Nature News

Los defensores de la ciencia abierta no logran reproducir los controvertidos hallazgos.

Una extraña bacteria encontrada en el Lago Mono de California no puede reemplazar el fósforo de su ADN con arsénico, de acuerdo con los investigadores que han tratado de reproducir los resultados del controvertido informe publicado en la revista Science en 20101.

Un grupo de científicos, liderado por la microbióloga Rosie Redfield de la Universidad de British Columbia en Vancouver, Canadá, ha publicado los datos en el blog de Redfield que, según dice, presentan una “clara refutación” de los hallazgos clave del artículo.

Mono Lake with Tufa Towers at Sunrise 16Oct2011. © by mikebaird

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Avalancha de reacciones en el origen de la vida

Artículo publicado el 19 de enero de 2012 en TUM

El origen de la vida se ve como la formación de las primeras biomoléculas, las cuales pueden estar sujetas a multiplicación y posterior desarrollo. Hasta ahora no estaba claro qué reacciones podrían haber disparado la evolución de este metabolismo original. Ahora, científicos de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) han revelado dichos mecanismos, mediante los cuales unas pocas biomoléculas pueden crear nuevos productos, al estilo de una avalancha que inicie un metabolismo autoexpansivo. “Chemistry – A European Journal“” publica ahora sus resultados.

Los canales de flujo volcánico-hidrotermal ofrecen un entorno químicamente único el cual, a primera vista, parece hostil a la vida. Se definen como grietas en la corteza de la Tierra, a través de las cuales fluye el agua, repletas de gases volcánicos que están en contacto con una diversidad de minerales. Y aun así – es precisamente este entorno extremo donde podrían haber surgido los dos mecanismos que son la raíz de la vida: La multiplicación de biomoléculas (reproducción) y el surgimiento de nuevas biomoléculas en base a otras biomoléculas anteriormente formadas (evolución).

ADN © by Mark Cummins

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Investigadores descubren una partícula que podría ‘enfriar el planeta’

Artículo publicado el 13 de enero de 2012 en la Universidad de Manchester

Los científicos han demostrado que una nueva molécula de la atmósfera terrestre tiene el potencial de desempeñar un papel significativo en contrarrestar el calentamiento global enfriando el planeta.

En un novedoso artículo publicado en Science, investigadores de la Universidad de Manchester, la Universidad de Bristol y los Laboratorios Nacionales Sandia informan de los efectos potencialmente revolucionarios de los birradicales de Criegee.

Estos compuestos químicos intermedios invisibles, son potentes oxidantes de contaminantes tales como el dióxido de nitrógeno y el dióxido de azufre, generados por combustión, y pueden limpiar la atmósfera de forma natural.

Cielo © by darioalvarez

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Extraños cristales revelan que una roca fue un antiguo meteorito

Artículo publicado por Nola Taylor Redd el 3 de enero de 2011 en SPACE.com

Una roca hecha de cristales nunca vistos anteriormente fuera de un laboratorio,es muy probablemente un meteorito de los primeros días del Sistema Solar, dicen los geólogos.

Dos años después de identificar la inusual composición de la roca rusa, un equipo de científicos cree haber establecido su origen. Los investigadores dicen que es un cuasicristal formado bajo condiciones que es mucho más probable que se den en el espacio que en la Tierra, y que su composición química de cobre metálico y aluminio recuerda a la encontrada en condritas carbonáceas – los meteoritos primitivos que los científicos creen que son los restos de los bloques básicos originales que formaron los planetas.

Los cristales son patrones ordenados y simétricos de átomos que se repiten de forma regular. Se encuentran comúnmente en la naturaleza en distintos tipos de roca.

Meteorito con cuasicristales © Crédito: Paul Steinhardt, Princeton University

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Secuenciado el genoma de la controvertida bacteria del arsénico

Artículo publicado por Elizabeth Pennisi el 5 de diciembre de 2011 en Science Insider

Nuestros datos muestran pruebas de arseniato en macromoléculas que normalmente contienen fosfato, muy especialmente ácidos nucleicos y proteínas.

Hace un año, estas 18 palabras encendieron una controversia mediática cuando Felisa Wolfe-Simon y sus colegas dieron una rueda de prensa para anunciar el descubrimiento de una bacteria que no sólo sobrevivía a altos niveles de arsénico en su entorno, sino que parecía usar tal elemento en su ADN. Cinco meses más tarde, el debate resurgió con la publicación de comentarios críticos con la publicación original.

La semana pasada se publicó el genoma de la bacteria, conocida como GFAJ-1, en Genbank, el repositorio público de secuencias de ADN para todo aquél que quiera echarle un vistazo. Pero ésto no zanjó el debate sobre si se usa el arsénico en el ADN.

Lago Mono donde se descubrió GFAJ-1 © by NASA Goddard Photo and Video

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Usar plasmas ionizados como esterilizadores baratos para los países en desarrollo

Artículo publicado por Robert Sanders el 14 de noviembre de 2011 en la web de UC Berkeley

Científicos de la Universidad de California en Berkeley, han demostrado que los plasmas ionizados, como los que se encuentran en las luces de neón y los televisores de plasma, no sólo pueden esterilizar el agua, sino también hacerla antimicrobiana – capaz de matar bacterias – hasta una semana después del tratamiento.

Los dispositivos capaces de producir tales plasmas son baratos, lo que significa que podrían salvar vidas en los países en desarrollo, zonas de desastres o en el campo de batalla, donde el agua estéril para uso médico – ya sea para dar a los niños o para cirugía mayor – tiene un suministro escaso y es de producción cara.

Plasma © by Kyknoord

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Materiales orgánicos complejos surgen de forma natural como subproducto de las estrellas

Artículo publicado por Tammy Plotner el 28 de octubre de 2011 en Universe Today

Podríamos pensar que la mayor parte del universo es un vasto, frío e indiferente lugar, donde mandan los elementos… Pero estaríamos equivocados. Los astrónomos informan ahora que hay compuestos orgánicos de gran diversidad por todo el cosmos, y no son propiedad fundamental de la vida. ¿Somos simplemente “polvo de estrellas”? Puedes apostar que sí. ¡Los materiales orgánicos complejos pueden producirse en las estrellas!

Vida prebiótica

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Nueva estructura proteica expande el repertorio natural de biomoléculas

Artículo publicado el 30 de octubre de 2011 en la web de la Universidad de Bristol

Un equipo de químicos, bioquímicos y matemáticos de la Universidad de Bristol ha creado una nueva estructura proteica artificial, según informa un artículo de esta semana de Nature Chemical Biology.

Las proteínas – los bloques básicos de la vida – aparecen en tantos tamaños y formas que es fácil pensar que la naturaleza debe haber agotado ya todas las posibles combinaciones.  Pero, a pesar de los millones de años de evolución, parece que hay algunas formas que ni siquiera la naturaleza pudo alcanzar.

CC-Hex 1

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¿Puede la vida evolucionar a partir de un código químico diferente?

Artículo publicado por Clara Moskowitz el 18 de agosto de 2011 en SPACE.com

Toda la vida de la Tierra se basa en un conjunto estándar de 20 moléculas, llamadas aminoácidos, para construir las proteínas que llevan a cabo las acciones esenciales de la vida. Pero, ¿tiene que ser así?

Todas las criaturas vivas de este planeta usan los mismos 20 aminoácidos, a pesar de que hay cientos disponibles en la naturaleza. Por tanto, los científicos se han preguntado si la vida podría haber surgido sobre la base de un conjunto diferente de aminoácidos.

Molécula de ADN, Universidad de Oxford © Crédito net_efekt

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Los astrónomos que buscan oxígeno pueden respirar aliviados

Artículo publicado el 1 de agosto de 2011 en la web de ESA

El Observatorio Espacial Herschel de ESA ha encontrado moléculas de oxígeno en cercanas nubes de formación estelar. Ésta es la primera detección indiscutible de moléculas de oxígeno en el espacio. Concluye una larga búsqueda pero también deja algunas preguntas sin responder.

Las moléculas de oxígeno se han hallado en el cercano complejo de formación estelar de Orión. Aunque se conoce desde hace tiempo que hay oxígeno atómico en regiones cálidas del espacio, anteriores misiones que buscaban la variedad molecular – dos átomos de oxígeno unidos entre sí – mayormente terminaban con las manos vacías.

Constelación de Orión © by write_adam

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Peróxido de hidrógeno encontrado en el espacio

Artículo publicado el 6 de julio de 2011 en la web de ESO

Por primera vez se han encontrado moléculas de peróxido de hidrógeno en el espacio interestelar. El descubrimiento ofrece pistas sobre el enlace químico entre dos moléculas esenciales para la vida: el agua y el oxígeno. En la Tierra, el peróxido de hidrógeno juega un papel clave en la química del agua y el ozono en la atmósfera de nuestro planeta, y es conocido por su uso como desinfectante o decolorante de cabello (agua oxigenada). Ahora los astrónomos lo han detectado en el espacio usando el telescopio APEX, operado por ESO en Chile.

Región de formación estelar Rho Ophiuchi donde se ha encontrado el peróxido de hidrógeno. Crédito ESO

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Resonancia magnética nuclear sin imanes

Artículo publicado por Paul Preuss el 17 de mayo de 2011 en la web del Laboratorio Berkeley

Científicos de materiales y físicos del Laboratorio Berkeley contribuyen a un notable avance en la RMN.

La resonancia magnética nuclear (RMN), una técnica científica asociada con enormes imanes superconductores a temperatura muy baja, es una de las herramientas principales en el arsenal químico, usado para estudiar todo, desde alcoholes a proteínas pasando las fronteras de la computación cuántica. En los hospitales la máquina prima de la RMN, la imagen por resonancia magnética (IRM), es tan ruidosa como grande, pero no obstante es uno de los pilares de diagnóstico para una gran variedad de condiciones médicas.

RMN

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Investigadores de Bonn y Bochum calculan un núcleo de carbono de crucial importancia

Artículo publicado el 9 de mayo de 2011 en la web de la Universidad de Bonn

Para el carbono, la base de la vida, capaz de formarse en las estrellas, un cierto estado del núcleo de este elemento desempeña un papel esencial. En cooperación con colegas de los Estados Unidos, físicos de la Universidad de Bonn y la Ruhr-Universität Bochum han sido capaces de calcular este legendario núcleo del carbono, resolviendo un problema que ha mantenido a la ciencia en vilo durante más de 50 años. Los investigadores publican sus resultados en el próximo ejemplar de la revista científica Physical Review Letters.

Núcleo atómico

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