Otra entrada sobre el tratamiento de la expresión génica por parte de Pedro Fernández (@pedrokb_vr)

En la entrada anterior vimos cómo modelar matemáticamente el mecanismo por el cual un gen se traduce a una proteína basándonos en el enfoque determinista, así como los dos principales errores que se cometen al aplicar ese modelo: el uso de variables continuas y la no consideración de la aleatoriedad propia del proceso.

La expresión génica vista por un físico I

Para solucionar el problema al que habíamos llegado se introduce el cálculo de probabilidades de sucesos aleatorios en el enfoque estocástico. Empecemos desde abajo.

Estadística para andar por casa

Todo lo que vamos a necesitar en esta entrada girará en torno a lo siguiente:

Se define la probabilidad de que ocurra un suceso como la división del número de resultados favorables entre el número total de resultados posibles.

Para entender cómo va esto, empecemos considerando el lanzamiento de un dado. El número de resultados posibles queda claro que es 6, mientras que el número de resultados favorables dependerá del suceso que evaluemos.

Así, la probabilidad de que al tirar el dado salga un número en concreto (sólo un resultado favorable) es siempre igual a 1/6, la probabilidad de obtener un número impar (tres resultados favorables) es de 3/6, o la de obtener un número mayor o igual a tres es 4/6.  Del mismo modo, la probabilidad de que al tirar no nos salga cuatro es igual a (1-1/6)=5/6.

¿Qué pasaría si tiramos el dado dos veces? Bueno, ahora el número de resultados posibles aumenta hasta 36, ya que para cada uno de los seis resultados del primer lanzamiento hay otros seis resultados del segundo lanzamiento . Por tanto la probabilidad de que salgan dos cincos a la vez es 1/36, la misma que de que salga primero un cuatro y luego un uno, porque sólo hay un resultado favorable.

Si lanzamos el dado  veces nos encontraremos que el cálculo de probabilidades se vuelve algo más engorroso. Sin embargo hay un importante resultado matemático que simplifica los cálculos:

La probabilidad de que ocurran n sucesos, representados como , es igual a la multiplicación de sus probabilidades: .

Así, por ejemplo, la probabilidad de sacar un número cualquiera cuatro veces seguidas se calcula como: . En el caso particular en que todas las probabilidades son iguales, se tiene:

 En vez de dados, lancemos moléculas

Calcular probabilidades para dados es muy fácil, ¿pero cómo podemos saber cuál es la probabilidad de que una molécula choque con otra para que se produzca una reacción?

Lo que vamos a presentar a partir de este momento se corresponde con el modelo de simulación estocástico para reacciones químicas acopladas propuesto por Daniel T. Gillespie allá por 1977.

Exact stochastic simulation of coupled chemical reactions

Gillespie demostró que la probabilidad media de que una serie de moléculas choquen y reaccionen entre sí de acuerdo a la reacción  en un intervalo de tiempo diferencial (dt) es:

Donde representa la velocidad de reacción. Para digerir este resultado podemos pasar a un ejemplo con números que nos clarifique la situación.

Ejemplo:

Un valor significa que el promedio de moléculas que reaccionarán en un segundo es 300, así que en un intervalo de tiempo Δt = 0,01  es esperable que reaccionen moléculas.

Si el intervalo de tiempo se hace tan pequeño que pueda considerarse diferencial, obtenemos que esperamosque reaccionen moléculas.

Llegados a este punto es necesario resaltar lo más importante de lo que se ha dicho hasta ahora:   es el número de moléculas que esperamos que reaccionen, pero desde luego en todos los intervalos de tiempo no será así.  A veces serán algunas más y a veces algunas menos. El error en los modelos deterministas es dar por hecho que en todo intervalo reaccionan   moléculas.

Aleatoriedad en la expresión de un gen

Recordemos el modelo de expresión génica, con sus correspondientes expresiones para la velocidad de reacción:

Con las correspondientes velocidades:

Necesitamos expresar la función que indica la probabilidad de que se produzca el siguiente suceso: reacción concreta (indicando la reacción correspondiente) después de que transcurra un tiempo sin que haya habido ningún tipo de reacción.

Este suceso se puede descomponer en dos requisitos:

1.- Se produce una reacción cualquiera tras un tiempo  sin reacciones.

Después de ver cómo calcular la probabilidad de que se produzca una reacción concreta, nos preguntamos ¿cuál es la probabilidad si no nos importa que reacción se produzca? La respuesta es que, para que se produzca una reacción cualquiera, simplemente sumamos las probabilidades de cada reacción individual. Si llamamos a la suma de las velocidades de todas las reacciones:

tenemos que la probabilidad de una reacción cualquiera es:

Necesitamos expresar ahora la probabilidad de que no haya reacción en el intervalo . Para hacer esto dividimos el intervalo en muchos intervalos pequeños de tiempo de duración (con lo que tendremos en total intervalos).

La probabilidad de que en el intervalo pequeño no haya reacción es:

La probabilidad de que no haya reacción en ninguno de los intervalos es, según hemos visto previamente, la probabilidad de un intervalo elevada a el número total de intervalos. Si tomamos el límite para .

De acuerdo a los apuntes de matemáticas de bachillerato, el resultado del límite es:

Concluimos entonces que la probabilidad de que se produzca una reacción cualquiera tras un intervalo sin reacciones es la multiplicación de ambas probabilidades:

2.- La reacción que se produce tras es

Este segundo requisito es mucho más sencillo de analizar. Si se produce una reacción, ¿qué posibilidades tiene cada una de ellas para ser la afortunada? La probabilidad para cada reacción es:

Es decir, que depende de la velocidad de la reacción dada respecto de la velocidad de todas las reacciones a la vez.

Vale, todas las ecuaciones están quedando muy bonitas, pero hasta ahora hemos obviado el más importante de los detalles. ¿Cuál es el significado de y ?. ¿Cómo se trabaja con ellas? La respuesta en la tercera y última parte de la entrega.

Nos seguimos leyendo…

Estamos muy contentos de presentar al nuevo colaborador de Cuentos Cuánticos, Adrián Castillo (@Yakandu), que nos llevará por los terrenos de la biología molecular. Este blog está dejando de ser un campo exclusivo de la física, dejó de serlo hace mucho tiempo, y está empezando a crecer como un sitio de encuentro para divulgadores de la ciencia en general y campos relacionados. Muchas gracias por participar en Cuentos y bienvenido.

Como nueva incorporación al equipo, primero muchas gracias a @Cuent_Cuanticos por esta oportunidad, y segundo, me presentaré brevemente; graduado en ‘Bioquimica y Biología Molecular’ y cursando un master en ‘Biología molecular y Biomedicina’, soy alumno interno pre doctoral (si las becas lo permiten) en el laboratorio de Fisiología de la Facultad de Medicina de la UPV/EHU estudiando el efecto de los ROS (Especies Reactivas del Oxígeno) sobre el metabolismo celular canceroso. Soy un aficionado de, entre otras cosas, contagiar mi pasión y ‘conocimiento’ de todo tipo de contenido científico a todo el que esté dispuesto a escucharme y espero poder hacer comprender a todo el mundo temas como ADN, ARN, rutas metabólicas, proteínas, etc.

Ni de lejos soy tan experto en mi campo como lo seréis seguramente vosotros en el vuestro ya que solo tengo la experiencia del aprendizaje universitario, así que espero que disfrutéis del primero de, espero, unos cuantos post de temática biocientifica. Son bienvenidas sugerencias, preguntas y, por supuesto, correcciones, ya que todo este contenido sale de mi cabeza. Y perdonad las más que probables faltas de ortografía.

Este y un par de futuros post pretendo que sean una introducción a las biociencias, para que se entiendan mejor ciertos conceptos que no están tan claros como nos puede parecer, como por ejemplo que es una proteína y como funciona, que es un gen, cómo se expresa, cuáles y qué funciones tienen los compartimentos celulares y más tarde nos dedicaremos a temas más complicados.

Para empezar daremos la definición genérica de ADN, la que podemos encontrar en cualquier texto de biología:

El ADN, como tal, es un polímero de 4 monómeros básicos que tras ser leído y transcrito a un polímero mensajero intermedio “ARN” sale del núcleo y es traducido a un polímero de aminoácidos, también conocido como proteína que se pliega y ejerce su labor.

El ADN

El ácido desoxirribonucleico o ADN es un polímero de unas moléculas llamadas nucleótidos, estos nucleótidos son: Adenina, Timina, Citosina y Guanina.  Estos están unidos a un esqueleto de desoxirribosa (un tipo de “azucar”) y unidos entre sí por un grupo fosfato en una larga cadena, a la cual, para darle mas estabilidad, se le une otra complementaria, siguiendo las uniones (A-T, G-C), mediante puentes de hidrogeno (enlaces no muy fuertes).

El total de pares de bases de una célula humana es de unos 6.400 millones (varía “mucho” entre organismos, incluso de células del mismo organismo), repartidos en 46 cromosomas, teniendo en cuenta que una doble cadena de ADN mide de 22 a 26 angstroms (2,2 a 2,6 nanómetros) de ancho, y una unidad (un nucleótido) mide 3,3 Å (0,33 nm) de largo, la longitud del cromosoma 1 con unos 220 millones de pares de bases mediría unos 16 cm y el total del ADN unos 2,18 m, obviamente esto no cabe en un núcleo de 6 µm, y por eso el ADN se empaqueta en diferentes niveles. Imaginemos un .zip dentro de un .rar dentro de un .cab dentro de un…

Como vemos en la imagen, el doble polímero se enrolla formando la famosa doble hebra, esta se enrolla sobre grupos las histonas, un octámero (ocho constituyentes) cilíndrico de proteínas al que el ADN se une dando dos vueltas, este ‘yoyo’ se une a otros tres ‘yoyos’ formando nucleosomas en cadena, que se enrollan entre sí cual cables de auriculares en un bolsillo para dar los cromosomas, mucho mas compactos y manejables durante la división celular donde la membrana nuclear ha desaparecido y no interesa tener cadenas de ADN dando latigazos por todas partes.

Puede parecer que 3.000 millones de nucleótidos pueden dar lugar a muchos genes, pero en realidad no tenemos más de 30.000 (1,5% del ADN), esto se debe a que gracias a la evolución el 98,5% del ADN no son genes. Claro, un gen solo es una parte del ADN que codifica para una proteína, y en el ADN hay muy diversos tipos de regiones que regulan muchas funciones, alrededor del 8,5%.

La Transcripción

Una vez explicado que es el ADN pasemos al proceso de ‘fabricación’ o expresión de una proteína, comencemos por la transcripción, pero antes he de aclarar que el ADN tiene un sentido de lectura, que técnicamente se denomina “de 5’ a 3’ ” (se lee de ‘cinco prima a tres prima’), 5’ siendo el inicio del gen y 3’ el final (Porque el primer aminoácido tiene libre su carbono 5 y el último su carbono 3, según la notación habitual de los carbonos del anillo de desoxirribosa).

El sentido 5′-3′ indica la posición de los átomos de carbono en el anillo de la desoxirribosa tal y como se indica en la figura.

Otra molécula fundamental en el control y expresión genética es el ARN. Este se compone, no de A-C G-T (ADN), sino de A-C G-U, la U viene de Uracilo. Como veremos cuando toquemos el tema con más profundidad, hay más de un tipo de ARN. En esta entrada nos centraremos en los mensajeros (ARNm) que son aquellos que codifican proteínas, el proceso que aquí vamos a ver sirve para la síntesis de cualquier tipo de ARN, la diferencia es el destino o la función final del del mismo tras su síntesis.

• Antes del inicio de la transcripción se necesita toda una serie de los llamados, factores de transcripción. Estos son unas proteínas que se anclan a secuencias específicas del ADN llamados promotores, las secuencias más conocidas (por repetitivas) son las TATA y las TTGACA, cercanas al inicio 5’ del gen.
• Al inicio de la transcripción una proteína llamada ‘helicasa’ se encarga de separar las dos hebras de ADN empezando por estas cajas TATA (La unión A/T es mas débil que la G/C). A esta hebra abierta se unen aún más factores de transcripción, dando lugar a un complejo extremadamente grande y pesado con el único objetivo de localizar, señalar y abrir la doble hebra para que el complejo proteico ‘ARN polimerasa’ comience su trabajo.
• La ARN polimerasa lee el primer nucleótido del gen (en la hebra de ADN) y le une el ribonucleótido complementario (para formar el ARN), lo mismo hace con el segundo, etc. Tras el inicio de la transcripción la ARN polimerasa se suelta del complejo del promotor, este se disgrega para dejar paso a futuras transcripciones y la ARN polimerasa comienza entonces a elongar la hebra de ARN.
• La elongación termina de dos formas, o encontrándose con una región rica en G/C, o encontrándose con un complejo ‘rho’ indicador del fin de la transcripción. Este último es un sitio donde se suelen unir unas proteínas específicas que determinan el fin del proceso de transcripción.

Tras todo este proceso aún no tenemos un ARN maduro. Como mencionamos antes, incluso dentro de una secuencia de un gen hay secuencias no codificantes (no continene información acerca de la estructura de una proteína), estas secuencias se llaman exones, y a las regiones codificantes intrones. Para que un ARN esté finalmente maduro han de eliminarse estos exones. De forma paralela a este proceso puede darse un reordenamiento de los intrones, incluso eliminar algunos. Este mecanismo es extremadamente útil, por ejemplo, los genes que codifican para los anticuerpos tienen miles combinaciones, así en un solo gen (eso si, enorme) tienen guardada la información potencial para generar todos los anticuerpos que podamos necesitar a lo largo de nuestra vida específicos para los distintos antígenos a los que podamos estar expuestos.

Complementando todo este proceso, el ARNm sufre una adición de una cadena de adeninas (PoliA) y una caperuza que actúan como protectores y señalizadores para los posteriores procesos que sufre nuestra molécula.

Una vez generado el ARN se le coloca una cola de secuencia AAAAAAA, de nominada “cola poli-A”.

La Traducción

Una vez que tenemos el ARNm estamos en disposición de construir una proteína. Antes de empezar, hemos de explicar varios conceptos.

Ribosoma

Un Ribosoma es, en definitiva, un macro-complejo de ARNribosomal (ARNr) y proteínas dividido en dos subunidades, la subunidad grande tiene 3 tipos de ARNr y 49 proteínas formando una estructura compacta y la subunidad pequeña una sola molécula de ARNr y 33 proteínas. Estos ribosomas pueden encontrarse dispersos en el citoplasma o asociado al retículo (un orgánulo del que ya hablaré).

ARNt = ARN de transferencia

El ARN de transferencia (ARNt) es una cadena de ARN con una conformación especial que en un extremo reconoce tripletes de ribonucleotidos (codones) y en el otro lleva adherido un aminoácido.

El ARNt lleva en un extremo un aminoácido. Además tiene tres ribonucleótidos que reconocen la secuencia complementaria de tres ribonucleótidos (que se denomina codón) en el ARNm. Esto quiere decir que a cada codón (generalmente) le corresponde un aminoácido.

1. Al inicio de la traducción, las subunidades pequeña y luego la grande del ribosoma reconocen y se unen al ARNm en busca de un triplete (AUG) en el extremo 3’, este triplete indica el comienzo de la lectura de la hebra. Posteriormente, el ARNt correspondiente reconoce esta secuencia, se une, y la cadena de ARNm se desplaza 3 nucleótidos hacia 5’ sobre el ribosoma.
2. Un segundo ARNt reconocerá el siguiente codón y unirá su aminoácido correspondiente al aminoácido anterior, en este caso metionina (en otra ocasión hablaremos del código genético y de cómo tres bases del ADN/ARN codifican la información para un aminoácido).
3. El ARNt del primer codón ahora suelta la metionina que se ha unido al segundo aminoácido, se expulsa, la cadena se desplaza otros 3 nucleótidos hacia 5’ y se une un tercer ARNt.
4. Siguiendo este proceso a lo largo de todo el ARNm el ribosoma acaba por encontrarse con un codón que no es reconocido por ningún ARNt, esto causa el desmantelamiento del complejo y el final de la traducción.

Aunque ya tenemos el polímero de aminoácidos, el proceso de creación de una proteína funcional no acaba aquí. La secuencia lineal de aminoácidos es solo importante en parte, ya que este polímero tiende a plegarse en base al carácter hidrófobo o hidrófilo (pedestremente, la tendencia que tiene a atraer o repeler moléculas de agua) de los aminoácidos que lo componen dependiendo del medio en el que se encuentren. La estructura tridimensional de una proteína es determinante para su estabilidad y funcionalidad dentro de los procesos metabólicos o estructurales de los que forma parte.  Este punto será un tema a tratar en futuros post ya que es de extrema importancia para la célula.  Podemos adelantar que del mal plegamiento de las proteínas surgen enfermedades como el mal de las vacas locas, Alzheimer, Creutzfeldt-Jakob, etc.

En este blog hemos hablado en alguna ocasión de la importancia de las simetrías.  Las simetrías de las leyes físicas son fundamentales por muchos motivos, por ejemplo:

1. Nos ayudan a encontrar cantidades conservadas como la energía, el momento, la carga eléctrica, etc.
2. Definen las interacciones, es decir, la forma en la que los sistemas interactúan entre si viene determinada por razones de simetría frente a algunas transformaciones admitidas de los objetos matemáticos con los que representamos las magnitudes físicas de interés.

Pero aún más interesante, si cabe, es que las simetría no solo es útil y fructífera cuando están presentes, hay muchas ocasiones en las que cuando una determinada simetría se rompe crea nuevos fenómenos físicos.  Hay muchos ejemplos, desde la obtención de masas por parte de algunas partículas según el mecanismo Higgs hasta el fenómeno de superconductividad, hay toda una plétora de fenómenos físicos que se pueden asociar a roturas de simetrías (y a las transiciones de fases asociadas).

Sin embargo, si miramos a nuestro alrededor no solo en física es importante hablar de simetría o de rotura de simetrías.  Estos conceptos posiblemente sean de los más profusamente empleados en ciencia y muchas de las preguntas abiertas en la actualidad están asociadas a simetrías y sus roturas.  En esta entrada discutiremos brevemente acerca de este hecho y de los campos, no propiamente de la física, en los que las cuestiones relativas a la simetría o su rotura son fundamentales.  No será una entrada exhaustiva, solo comentaré las cosas que me resultan curiosas y sorprendentes. El único objetivo es que, por si alguien no había caído, la simetría es importante más allá de la física y que tenerla presente siempre ayuda a la hora de encontrar, definir y solucionar problemas.

Simetría y Química

En química la cuestión de la simetría es ubicua, por razones de simetría se estudian conformaciones electrónicas de las moléculas, los patrones que obtenemos en resonancias magnéticas, la energía y geometría de los enlaces químicos, etc.  Pero para concretar, hablaremos de quiralidad (de la que ya hablamos para las partículas en esta –> entrada).

La quiralidad se refleja en el hecho de que una molécula no se puede superponer con su imagen especular:

La presencia de moléculas con quiralidad definida no es simplemente una curiosidad, resulta que muchas de las moléculas de interés biológico y/o farmacológico solo son útiles si tienen una quiralidad definida, bien a derechas, bien a izquierdas.

Por ejemplo, el ADN se presenta con una conformación en la que la doble hélice gira a derechas:

La biología ha optado por codificar la información genética en la forma D-(erecha) del ADN.

Los aminoácidos se presentan en forma izquierda y no derecha:

Pero aún hay más, si uno tiene dolor de cabeza y se va a tomar un ibuprofeno más le vale tener uno que sea zurdo (S, de sinister) que es el que tiene actividad farmacológica:

Hay muchos fármacos que solo presentan actividad si se toman en una conformación determinada, lo cual no deja de ser asombroso (al menos a mí me lo parece).

Nuestro organismo, y todos los seres vivos, han aprendido a vivir con una química que es selectiva frente a diferente quiralidad de las moléculas involucradas en los procesos.

Esto representa un interesante problema. ¿Cómo y por qué la química de los seres vivos se ha construido sobre una base quiral? ¿Cómo se produjo una rotura de simetría que es una característica principal de los seres vivos a nivel molecular?  Estas preguntas, sin duda, son fundamentales para entender el origen y evolución de la vida en la tierra, tal y como la conocemos.

Simetría y Biología

¿Cómo a partir de un óvulo fecundado sale un ser humano? ¿Cómo saben las células, que no son más que subdivisiones del óvulo, cómo se tienen que diferenciar para dar lugar a diferentes tejidos en diferentes posiciones? Este tema siempre me ha vuelto loco, me parece que es uno de los problemas más fascinantes de la ciencia.

La información posicional y la diferenciación o polarización celular es un proceso de rotura de simetría. Partiendo de una única célula se obtiene todo un organismo complejo. Las sucesivas divisiones se especializan, se diferencian, y se situan en sitios estratégicos para formar un ser viable y completo.

Este proceso, que a todas luces es una de las maravillas del universo, es fascinante desde muchos puntos de vista. No existen modelos fisico/matemáticos totalmente adecuados para describir el proceso, la señalización química que produce la rotura de simetría bajo la cual una determinada célula en una determinada posición se diferencia de las células que la rodean no es bien conocida, etc.

Este es un maravilloso problema que tenemos bien descrito pero que desde el punto de vista teórico/fundamental no alcanzamos a entender, tal vez ni hacernos las preguntas adecuadas. Lo que no cabe duda es que es un genial problema de rotura de simetría, partimos de una única célula y de ahí sale todo un ser vivo, no hay mayor rotura y, sin duda, mejor rota.

Podríamos hablar del movimiento celular, del transporte de señales en las neuronas, etc, pero es mejor que cada uno busque y disfrute encontrando.

Referencias para profundizar

Symmetry in Chemistry Hargittai (2005).  Un buen resumen con buenas referencias.

Symmetry breaking in Biology   Artículos de un monográfico editado en Cold Spring Harbor sobre la simetría y su rotura en biología.

Un libro que me parece espectacular y muy necesario para los interesados en la biología teórica y en el que se tratan estos temas es:

Biofísica: Procesos de autoorganización en biología

De Francisco Montero y Federico Morán (1992), profesores de la Universidad Complutense y expertos en estos temas.  El libro está disponible por capítulos en la página web de Federico Morán.

Espero que, al menos, haya despertado vuestra curiosidad sobre este interesante tema.

Nos seguimos leyendo…

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Esta entrada ha sido escrita por @yakandu

La comunidad conspiranoica vuelve a confundir (¿a propósito?) ciencia con pedantería, aunque esta vez no se ha pasado mucho, me ha inspirado para crear un corto post aclaratorio. El artículo de la página cosnpiranoica no será incluido para evitar posibles “altercados” (todos conocemos internet a estas alturas). La noticia original, el paper e información adicional están al final del post.

Al lío, como ya sabemos, para “crear” una proteína, necesitamos de otras proteínas llamadas ribosomas, acompañadas por un tipo concreto de RNA, leen los nucleótidos del ARN mensajero de 3 en 3, estos tríos son llamados codones, y cada codón “significa” un aminoácido más para cadena que acabará formando la proteína. En la noticia que pudimos leer hace unos meses (creo que incluso leí algún post sobre el tema en alguno de los blogs que solemos frecuentar los divulgadictos) se dice que unos científicos en EEUU habían descubierto que al parecer hay una segunda manera de leer ciertos codones, estos codones con doble sentido se denominan “duones” y la segunda forma de leerlos se relaciona con el control de los genes. No quedándose satisfechos con este descubrimiento, estos científicos valoran la posibilidad de que este doble sentido de los diferentes duones parece haber evolucionado en conjunto con su sentido habitual de lectura, y en biología, cuando algo no cambia, es porque es MUY importante.

Figura 1: Tabla de conversión “Codón – Aminoácido”.

Vale, ¿Y esto qué nos importa a los mortales?, pues nos lo cuenta uno de los autores del paper, el Dr. Stamatoyannopoulos:

“El hecho de que el código genético puede contener dos significados nos indica que muchos cambios que parecen alterar la secuencia final de la proteína y causar una enfermedad podrían en realidad estar interfiriendo con el control sobre el gen, o incluso podría estar influenciando sobre ambas cosas”.

Profundicemos en esta frase… Como sabemos (y vemos en la figura 1) hay ciertos codones que codifican para el mismo aminoácido, por lo que una mutación puntual en el nucleótido adecuado podría no derivar en la mutación de la proteína, pero al parecer sí que podría cambiar el otro sentido del codón, el regulador, pudiendo activar o desactivar o subir o bajar la frecuencia en la que se transcribe el gen.

Pasemos a la noticia en la página conspiranoica.

Al parecer (según el autor) los científicos llevamos desde los años 60 creyendo que el código genético es único y que en el genoma solo hay regiones codificantes y regiones basura. Pero ciertos biólogos (científicos metafísicos según el subtítulo, que vete tú a saber qué es eso) sospechaban que esto no era así ya que si tal afirmación fuese cierta no habría diferentes tipos de células y tejidos, porque si todas las células del organismo expresan los mismos genes en la misma cantidad, todas las células deberían ser idénticas, muy listos estos metafísicos.

Llegados a este momento el autor se mete a Wikipedia, busca sobre regulación genética para completar un poco la noticia del “código oculto en el genoma” y da con algo que poco tiene que ver con el artículo original. Da con que el llamado ADN basura, no existe, que tiene una función reguladora, y que no solo hay regiones codificantes y no codificantes, sino que existen regiones reguladoras.

Señoras y señores, bienvenidos a la década de los 90 (si no antes), donde se descubre definitivamente que en las regiones no codificantes del ADN hay secuencias donde se unen ciertas proteínas que regulan la expresión de ciertos genes, y que la composición de estas regiones de ADN “Basura” pueden dar lugar a ciertos plegamientos que silencian genes de muchas formas, como por ejemplo tapando genes, o las regiones que los regulan.

Al parecer el Dr Stamatoyannopoulos dijo:

“Por más de 40 años hemos asumido que cambios en el ADN que afectan el código genético únicamente afectan cómo se hacen las proteínas”

Esta frase, o está sacada de contexto para que el artículo quede bien, o este doctor habló sin pensar mucho (o para hacerse autobombo), porque como digo, esto se sabe desde hace bastante. Y digo sin miedo a equivocarme “se sabe” no “se sospecha”, como podría haberse dado cuenta el autor si hubiese mirado a las fechas de las citas en la Wikipedia.

Para finalizar, voy a dar material a los autores conspiranoicos para que trabajen en futuros artículos: Gran parte del ADN “basura” que regula ciertos genes son trozos de genoma de virus ancestrales que tras infestar las gónadas de nuestros antepasados quedaron ahí para siempre, en regiones aleatorias, incluso en mitad de genes que en su día fueron útiles y que al interrumpirlos quedaron inútiles. (EVOLUCIÓN, BAM!)

De ahí puede derivar que entre esos genes están los que nos podrían haber dado alas para volar, o escamas para protegernos, o que el gobierno estudia como reactivar ese genoma vírico para luego vendernos las vacunas, o que los extraterrestres nos pusieron esos trozos de genoma estratégicamente para hacernos evolucionar de forma dirigida (esto se denomina, a grandes rasgos, eugenesia, y era lo que Hitler pretendía con el tema de la supremacía blanca) más rápido y hacerse amigos nuestros, o usarnos como ganado en el futuro… Quien sabe, igual escribo un guion sobre esto y lo mando a Hollywood.

Señoras y señores, la noticia no ha sido manipulada mucho, pero lo suficiente para confundir a ciertas personas que no saben sobre el tema y que piensen cosas como que los “científicos metafísicos” no se equivocaban, y de ahí a creer en otras conspiraciones mayores hay pocos pasos.

Coger una noticia bien escrita, basada en un trabajo bien hecho y escribir una noticia mezclando información vieja (incluso desfasada, según les convenga) con nueva y con medias verdades para darle un aire misterioso NO ES ETICO.

Referencias

Un par de ejemplos de recientes estudios en el tema del ADN basura:
http://esmateria.com/2012/09/05/un-estudio-ilumina-la-materia-oscura-del-genoma/

http://www.abc.es/20120905/ciencia/abci-mapa-genoma-201209051924.html

Articulo divulgativo sobre el genoma vírico integrado en el humano:

http://axxon.com.ar/noticias/2010/02/yo-virus-por-que-usted-es-solo-mitad-humano/

Noticia original:

http://www.scienceworldreport.com/articles/11648/20131217/scientists-discover-second-genetic-code-hidden-in-dna.htm

Paper original:

http://www.sciencemag.org/content/342/6164/1325

Esta entrada ha sido escrita por @yakandu

Una máquina PCR

Parece ser que nuestro vocabulario se enriquece, entre otras cosas, a golpe de crisis.  Desgraciadamente, en los últimos tiempos hemos tenido que aprender muchas palabrejas nuevas y durante las últimas semanas ha aparecido un acrónimo nuevo, la PCR.

PCR hace referencia a reacción en cadena de la polimerasa, (PCR son las siglas en inglés, Polymerase Chain Reaction).  Esta es una técnica empleada masivamente en biología molecular que supuso un punto de inflexión en la investigación relativa al ADN.  Cuando la conocí, hace mucho años ya durante mis escarceos con la biología molecular, me sorprendió la simplicidad, la elegancia y la potencia del procedimiento.  En esta entrada voy a intentar explicar lo mejor posible en qué consiste esta técnica y su potencia experimental.

¿Qué hace la PCR?

La función no puede ser más simple. La PCR es un mecanismo que multiplica un trozo de ADN muchísimas veces. Es decir, es una operación cíclica que toma un trozo de ADN y en cada paso del ciclo produce una copia, así que en cada paso el número de trozos de ADN se dobla.

No es difícil imaginar que esta técnica permite trabajar con grandes cantidades de ADN — regiones en las que estamos interesados –.  Esto es esencial para cosas tales como determinación de la masa del trozo, secuenciación, y manipulaciones varias.

Breve descripción del ADN

El ADN es una molécula maravillosa que es la responsable de contener la información genética de un ser vivo.  En esta sección vamos a dar unas pinceladas sobre su estructura.

ADN viene de Ácido DesoxiriboNucleico.   Un bonito nombre que puede que nos diga poco, pero en la estructura del ADN podremos distinguir entre dos partes claramente diferenciadas:

1.-   Tenemos un armazón exterior formado por unidades de un tipo de azucar denominada pentosa.

2.-  Tenemos un interior formado por cuatro moléculas que se denominan bases nitrogenadas.  Estas cuatro moléculas se denominan Adenina, Timina, Guanina y Citosina, y se representan por sus iniciales A, T, G, C.

Una descripción molecular, las pentosas son justamente los pentágonos exteriores que conforman el esqueleto del ADN

El caso es que el ADN forma hebras dobles muy largas, es una macromolécula de increíble estabilidad a pesar de su tamaño siempre que se den las condiciones precisas.  La posibilidad de formar hebras dobles viene de la mano de que las moléculas A, T, G y C tienen la capacidad de formar entre sí uniones electromagnéticas débiles.  Pero no lo hacen indiscriminadamente, una molécula de tipo A solo se une a una de tipo T y viceversa, y una de tipo G se une a una de tipo C.  Por lo tanto, conocida la secuencia de una de las hebras podemos deducir la secuencia de la hebra complementaria.

Modelo 3D de una doble hélice de ADN (Wiki)

Estas dos hebras que se entrelazan entre sí para formar la estructura del ADN le dan la típica forma de helice tan conocida de esta molécula.

El ADN y la temperatura

El ADN, como hemos dicho es una estructura ciertamente estable siempre que estemos dentro de unos estrechos márgenes de condiciones concernientes a temperaturas, pH, etc.   Un efecto de interés para nosotros ahora es el relativo al comportamiento del ADN con la temperatura.

Resulta que si el ADN se encuentra a altas temperaturas, alrededor de 90º, las dos hebras del ADN se separan, en términos técnicos a este proceso se denomina desnaturalización.

Esto es debido a que las uniones A-T y G-C tienen un carácter electromagnético débil. Son uniones de muy baja intensidad.  Por lo tanto, si el medio tiene una alta temperatura inducirá vibraciones y movimientos térmicos en el ADN que serán capaces de romper estas uniones denominadas puentes de hidrógeno.

Mantengamos esto en la cabeza, subiendo la temperatura podemos separar las hebras de la doble hélice del ADN.

¿Cómo se copia el ADN?

En muchos procesos celulares hay que hacer copias del ADN, por ejemplo en la división celular.  Existe todo un complejo y maravilloso mecanismo de enzimas y proteínas que se encargan de hacer copias del ADN.  Entre todas ellas hay una que brilla con luz propia, la polimerasa.

La polimerasa es una proteína que es capaz de leer hebras individuales del ADN y pegar nucleótidos que hay en el ambiente de forma consistente. Es decir, si se encuentra con una molécula A le pegará una molécula T, si se encuentra con una molécula C le pegará una molécula G y así sucesivamente.

Nota para los especialistas:  Soy consciente de que el mecanismo de copiado por la polimerasa es mucho más complejo y fascinante. Pero no quiero entrar aquí en describir completamente el proceso y enfangarme con sentidos de lectura y fragmentos, etc.  Disculpen la falta de completitud.

La polimerasa tiene un punto flaco, solo puede leer hebras individuales, así que alguien se tiene que encargar de romper la cadena de ADN en dos partes antes de que la polimerasa pueda empezar su tarea.  En las células hay delicados mecanismos enzimáticos que se encargan de ello.

Una imagen de la polimerasa actuando es la siguiente:

Y una animación del proceso:

Animación tomada de: http://www.reddit.com/r/biologygifs

Si queremos copiar ADN en una máquina, ¿Cómo lo hacemos?

Cuando queremos investigar con ADN es muy conveniente tener grandes cantidades del mismo.  Esto supone un problema porque extraer ADN de un bicho vivo es tedioso, costoso y no muy eficiente.  Así que sería genial tener un mecanismo “artificial” para poder producir copias de nuestro ADN de interés en cadena.

¿Qué ingredientes necesitamos para copiar ADN?

1. Necesitamos la muestra de ADN.  Eso es fácil de conseguir.
2. Necesitamos un mecanismo para abrir las hebras de ADN.  Eso lo podemos hacer subiendo la temperatura.
3. Necesitamos nucleótidos — los ladrillos individuales del ADN –.  Esto tampoco supone ningún problema, los podemos echar en la cantidad que queramos.
4. Necesitamos una polimerasa que se encargue de copiar el ADN.  Y aquí surge un problema.

La polimerasa es muy tiquismiquis con las temperaturas.  Las polimerasas de los seres vivos dejan de funcionar cuando la temperatura es muy elevada, literalmente se descompone.  Sufre un proceso de desnaturalización.  La polimerasa es una proteína, es una cadena de aminoácidos que se enrrollan entre sí dando lugar a una estructura tridimensional.  La funcionalidad de las enzimas, y de la polimerasa específicamente, depende de esta estructura tridimensional.

Esquematización de la estructura tridimensional de la polimerasa de ADN.

Si subimos la temperatura la enzima comienza a sufrir movimientos térmicos y vibraciones que pueden ser tan grandes como para cambiar su estructura y por lo tanto perder su funcionalidad.

Un ejemplo cotidiano de esto es la reacción que sufre la clara del huevo al freírlo, eso es una desnaturalización de las proteínas allí presentes:

Así que, por un lado tenemos que aumentar mucho la temperatura para abrir el ADN y que la polimerasa pueda copiarlo.  Por otro lado, ese aumento de la polimerasa hace que esta pierda su funcionalidad.  Parece que estamos en un callejón sin salida.  Una metodología basada en aumentos de temperatura parece que no va a tener futuro.

Sorpresas te da la vida

La vida es una cosa maravillosa, y hay seres vivos que nos dieron la solución a este problema.  Hay seres vivos que son capaces de desarrollarse y vivir tan ricamente en lugares de altísima temperatura como en fumarolas o en fuentes de alta temperatura cerca del volcanes.  Específicamente estamos hablando de unas bacterias que viven en entornos de temperaturas medias de 80º y superiores, las thermus aquaticus.

Estos bichos tienen sus proteínas adaptadas a funcionar en ambientes de muy alta temperatura. Por ejemplo su polimerasa puede funcionar hasta temperaturas de alrededor de 100º.   Esto lo consiguen por modificaciones en la composición de las enzimas que le confieren una alta resistencia a las fluctuaciones y movimiento térmicos.

Así que todo lo que hay que hacer es tomar dicha polimerasa y emplearla en un proceso de copiado de ADN basado en la temperatura.

Los pasos de la PCR

Muy brevemente vamos a describir un ciclo PCR:

1. Se introduce la muestra de ADN en un ambiente rico en nucleótidos y con polimerasa termoestable.
2. Se calienta la mezcla hasta los 90º aproximadamente — un poco más –, para conseguir la desnaturalización del ADN.  Este paso es corto, del orden de 30 segundos.
3. Se baja la temperatura hasta los 60º aproximadamente y se espera del orden de un minuto.  En este paso se inicializa el proceso de copiado por parte de la polimerasa.
4. Se sube la temperatura hasta los 75º-85º porque en este rango está es la temperatura de trabajo óptima de la polimerasa empleada. Se puede conseguir un ritmo de copiado de 100 nucleótidos por minuto.

Estos pasos se repiten las veces necesarias y finalmente la muestra se enfría hasta los 15º para asegurar la estabilidad del ADN copiado.  En cada paso, en condiones ideales, se ha doblado el número de moléculas de ADN con este simple mecanismo.

Gracias a este procedimiento con una pequeña muestra podemos analizar ADN viral, bacteriano, de escenas de un crímen, para análisis genéticos, para uso experimental, y un largo etc.

Me parece alucinante y bellísimo que podamos hacer esto.

Nos seguimos leyendo…

Archivado en: biología molecular Tagged: ADN, PCR, polimerasa

Todas y cada una de las células que nos componen tienen, en principio, la misma información genética.  Pero una neurona no es igual a un linfocito o a una célula hepática o renal.  Dada tipo celular es diferente en términos de morfología y funcionalidades.

Así que debe de haber mecanismos que activen ciertos genes en ciertas células y silencien otros.  Estos mecanismos están siendo masivamente estudiados por su importancia en campos tales como biología del desarrollo — ¿cómo sabe una célula que parte del óvulo fecundado que tiene que convertirse en un tipo celular u otro? –, en la biología del cáncer — en el cáncer las células dejan de expresar ciertos genes que controlan su ciclo y se descontrola su crecimiento –, etc.  Este problema es muy interesante y hablaremos de él en algún momento.  Pero en esta entrada lo que queremos contar son las técnicas actuales que nos permiten medir qué genes están siendo expresados o no.

La aplicación de estas técnicas es fundamental en los análisis diagnósticos genéticos y permiten, y permitirán, un control sobre ciertas enfermedades genéticas y sobre problemas relacionados con la expresión de genes.  Así que vamos a intentar explicar qué son los chips de ADN (microarrays).

El ADN y el ARN

El ADN es una molécula compuesta por:

1. Un esqueleto de azúcares con fósforo.
2. Cuatro moléculas denominadas bases nitrogenadas que se denominan A, T, G, C.

Las bases nitrogenadas unidas a los azúcares forman los nucleótidos:

Las bases nitrogenadas se pueden unir por pares siguiendo la regla A-T, G-C.  Entre las bases se forman puentes de hidrógeno, uniones electroestáticas débiles.  El ADN es una cadena inmensamente larga de nucleótidos enfrentada a otra cadena complementaria.  Por cada A/G en una cadena habrá una T/c en la otra, y viceversa.

La forma tridimensional que toma la molécula es la de una doble hélice.

En la secuencia de bases está codificada la información genética.

En el ARN las cosas son parecidas aunque no iguales.  El ARN forma una única cadena (en general) y la molécula timina (T) está sustituida por el uracilo (U).  El uracilo también tiene la propiedad de formar enlaces débiles con la A.

Expresión de genes

Generalmente un gen codifica la información necesaria para construir una molécula (aunque no siempre).  Para simplificar supondremos que un gen es un trozo de ADN que contiene la información necesaria para la construcción de una molécula determinada.

El mecanismo para construir la proteína se basa en que las cadenas de ADN son complementarias, entonces hay un sistema que abre las hebras y que hace una copia complementaria de ARN (que también verifica la regla de complementariedad de la secuencia).  Luego el ARN se transporta hacia la zona de construcción de proteínas y se consigue el objetivo.

Lo que tenemos que tener en mente es que al expresarse un gen aparece el ARN asociado al mismo.  La buena noticia es que somos muy buenos extrayendo ARN de las células.

Convirtiendo ARN en ADN

Los virus son muy malos, bueno solo algunos, pero nos han regalado algunas cosas sorprendentes.  Una de ellas vino de la mano de encontrar virus que solo contenían ARN como código genético. ¿Cómo se implantaban en nuestra información genética compuesta de ADN?  Pues gracias a un mecanismo denominado retrotranscripción o transcripción inversa.  Existen mecanismos tales que dada una hebra de ARN son capaces de copiar la hebra complementaria de ADN.  Posteriormente dicha hebra de ADN copiada (ADNc) se complementa y listo, hemos traducido nuestro ARN inicial en ADN.  ¿Mola o no mola?

El virus HIV usa este procedimiento, es un retrovirus.

Midiendo la expresión génica en una tablita

Imaginemos que hacemos los siguientes pasos:

• Construimos una placa en la que disponemos de una malla tal que en cada sitio de la malla podemos anclar una hebra individual de ADN.
• En dicha malla anclamos el trozo de ADN monohebra de un gen que queramos estudiar.

• Ahora tomamos distintas células, por ejemplo células sanas de un tipo y células cancerosas procedentes de dicho tipo celular.
• Aislamos el ARN de esos dos tipos de células y por un procedimiento de transcripción inversa las traducimos a ADN.  Pero, en el proceso de retrotranscripción le proporcionamos al mecanismo nucleótidos de ADN (A,T,G,C) con átomos fotosensibles en su estructura. Emitirán luz verde en el caso de las copias procedentes de células sanas y luz roja en el caso de las células cancerosas.  Esto se pondrá de manifiesto cuando iluminemos la placa de la forma adecuada.

• Una vez que tenemos los ADN copiados de los ARN iniciales (y marcados adecuadamente) los copiamos una y otra vez mediante un proceso PCR.
• Calentamos el ADN copiado para separar las hebras por un proceso denominado desnaturalización y lo tiramos sobre la placa con las hebras de ADN del gen que queremos ver si se expresa o no en las células consideradas.

¿Qué pasará?

Si en las células el gen se expresa tendrá el ARN correspondiente, por tanto en sus copias tendremos dicho gen en ADN copiando (y amplificado por PCR).  Solo esas copias podrán proporcionar la hebra complementaria a la hebra anclada a la placa.  Así que dejamos un tiempo suficiente para que las hebras se unan entre sí en caso de estar y luego lavamos la placa para quitar todas las hebras no ancladas.

Luego se ilumina la placa y…

Claro, esto puede no parecer muy interesante (estoy de broma) pero la cosa se pone seria cuando nos damos cuenta de que podemos monitorizar la expresión de miles de genes en muchas clases celulares distintas.  Basta con tener una placa dividida en regiones y saber qué gen y que clase celular hemos puesto:

Además del interés biológico evidente que tiene esta técnica las técnicas matemáticas para manejar la cantidad de información que se puede generar con ellas está siendo objeto de un intenso estudio.  Se están empleando campos tales como teoría de grafos, teoría de juegos y campos aún más apasionantes e interesantes de la matemática. Ni que decir tiene que los informáticos que se dedican a las ciencias de la salud tienen una gran tarea por delante con este tema. Y Tal vez hablemos de ello en algún momento.

Referencias

Introduction to DNA-microarrays

 Nos seguimos leyendo…

Las banderas siempre han sido problemáticas, se han cometido muchas atrocidades en nombre de tal o cual bandera, pero no es de eso de lo que voy a hablar en esta entrada.

Lo que vamos a tratar hoy es sobre un interesante problema relacionado con la formación de una bandera que tiene importantísimas consecuencias en biología. Espero que sea de vuestro interés.

La bandera francesa

La bandera francesa está compuesta por tres franjas de igual tamaño de color azul, blanco y rojo.  (Esta no era muy difícil).  Ahora vamos a definir nuestro juego.

• Por un lado tenemos una función decreciente. Por motivos que se harán evidentes más adelante llamaremos a dicha función, concentración. Así que tendremos algo así:

• Sobre esta función marcamos dos puntos que indicarán dos valores de la función que denominaremos umbrales (o threshold en la versión anglosajona:

• Además disponemos de una serie de celdas incoloras o transparentes, considéralas como tú quieras.  Dichas celdas las disponemos en línea recta debajo del eje X de nuestra gráfica de la función concentración.
• El juego consiste en darle un determinado color a esas celdas dependiendo de los valores de la función que les correspondan.  Las reglas son simples, desde el máximo de nuestra función al primer umbral el color asignado es azul.  Del primer umbral al segundo el color asignado es el blanco y del segundo umbral al mínimo de nuestra función en nuestra gráfica el color que asignaremos será el rojo.  No es difícil adivinar el resultado:

Bueno, bien visto tampoco es tan espectacular.

Aderezando el modelito de la bandera

Vamos a intentar darle un poco de más chicha al asunto.  Supongamos que la función esa que hemos llamado concentración en realidad modeliza realmente la concentración de algún elemento químico.  Para ser más chulis, supongamos que es la concentración de alguna molécula bioquímica, una molécula simple, un aminoácido, una proteína, no sé, elige tú.

Las celdas esas incoloras que hemos usado en el juego vamos a suponer que hacen referencia a células no diferenciadas, células que proceden, por ejemplo, de un embrión en sus primerísimos estadios de evolución.  Y, por último, supongamos que los colores hacen referencia a tipos celulares, es decir, el azul hace referencia a un tipo de célula de la piel, el blanco a un tipo de célula del sistema nervioso, y el rojo a un tipo de célula muscular.  Las células iniciales no diferenciadas tienen que decidir en qué células diferenciadas se convierten en la evolución del embrión.  Para eso tendrán que activar ciertos genes y desactivar otros, al fin y al cabo todas nuestras células tienen los mismos genes solo que no todas expresan los mismo en todos los casos.

Ahora vuelve a mirar esta imagen:

¿La ves diferente?

La diferenciación celular, formación de patrones espaciales e información posicional

En biología hay una rama que se dedica al estudio del desarrollo embrionario.  El problema fundamental es entender como de una única célula, el óvulo fecundado, surge un organismo completo con distintos tejidos, distintas células, etc.

Como es evidente, todas las células de nuestro cuerpo tienen la misma dotación genética, todas contienen toda la información, sin embargo, en el proceso embrionario las células se diferencian en distintos tipos para formar órganos y estructuras.  ¿Cómo sabe cada célula que tiene que diferenciarse de una forma u otra?  Este es uno de los problemas esenciales de la biología del desarrollo.

Allá por 1969 el biólogo teórico Lewis Wolpert publicó el artículo:

Positional information and the spatial pattern of cellular differentiation

Donde proponía un modelo de bandera francesa para explicar la diferenciación celular y la formación tejidos siguiendo este proceso.

Aquí una referencia más actual, 2011, del propio Wolpert revisando su idea inicial:

Positional information and patterning revisited

La línea general de la idea

1. En el proceso del desarrollo se establecen gradientes, curvas, de distintas sustancias que actúan como activadoras de determinados genes.  Dependiendo de la posición de una determinada célula estará expuesta a más o menos cantidad de dicha sustancia y así expresará unos genes u otros produciéndose el proceso de diferenciación.
2. A estas sustancias que pueden ser desde moléculas simples hasta proteínas complejas, se las denomina morfógenos.

En este contexto se habla de la información posicional que viene señalizada por la cantidad de distintos morfógenos.  A partir de distintos umbrales de concentración dichos morfógenos activan o inhiben determinados genes o redes de genes para forzar la distinción de clases celulares.

La evolución de una idea simple

Sin ánimo de hacer una revisión rigurosa del estado de la cuestión en estas líneas, que podéis encontrar en las referencias, si que me gustaría comentar algunas cosas:

1. El concepto de morfógeno ha evolucionado con el tiempo aunque su carácter se ha mantenido.
2. Al principio se pensaba que todo estaba controlado por un proceso de difusión, en el cigoto empezaba un proceso de emisión de distintas sustancias y estas se iban difundiendo a medida que se producían las divisiones celulares.  Hoy día este procedimiento se sabe que no puede dar lugar a las distintas morfologías y los distintos tejidos en un organismo complejo.  Se han definido nuevas formas de señalización que involucran complejos sistemas de interacción célula-célula a nivel de membrana y que van apareciendo en el proceso del desarrollo embrionario.

A mí me sigue pareciendo impresionante que podamos conocer estas cosas.  En la actualidad hay discusión de muchos aspectos del modelo de bandera francesa para la diferenciación celular y la distinción de tejidos.  Por mencionar unos pocos:

• En el modelo que hemos presentado los bordes de diferenciación son muy definidos, sin embargo, en simulaciones no se consigue tal grado de separación entre regiones:

• Gracias a la implementación de modelos matemáticos y simulaciones por computador se han podido examinar modelos más complejos en los que participan distintos morfógenos con distintas curvas de concentración dependiendo de la posición:

Sin duda alguna este es un campo muy propicio para la participación de matemáticos, físicos e informáticos en la investigación biológica del desarrollo.

Un caso concreto

Si hay un animalito que ha sido empleado masivamente en estudios genéticos y de desarrollo esa es la mosca de la fruta o drosophila melanogaster, hay pocas cosas que no sepamos de su genética y de sus etapas de desarrollo.

El desarrollo de esta mosca se puede resumir en esta imagen:

En la región anterior, donde aparecerá la cabeza, del embrión se activa un gen conocido como bicoid.  Este gen comienza a producir una proteína denominada Bcd que se difunde por el embrión desde la parte anterior hasta la posterior.  Eso hace aparecer una curva de concentración, de mayor a menor, y parece ser que esta proteína activa redes de genes que son capaces de diferenciar las células por su posición (dependiendo de la concentración de Bcd).

Se ha medido experimentalmente tal concentración:

Ahí tenemos una representación de la concentración de ARN que lleva la información para construir la proteína bicoid (Bcd) y la propia proteína.  Esta proteína, dependiendo de determinados umbrales, diferencia los segmentos de la mosca:

Por supuesto, las cosas no son tan simples ni tan siquiera en una mosca y hay que tener en cuenta las interacciones entre varias redes génicas que participan en el proceso de diferenciación.  Esto solo es un ejemplo sencillito para mostrar que el modelo de la bandera francesa se emplea en biología del desarrollo.

Referencias

Principles of developtment

Un libo escrito por el propio Wolpert junto con otros grandes biólogos de desarrollo.  Una lectura apasionante para cualquiera.

Formation of the bicoid morphogen gradient

Artículo de investigación sobre el perfil de concentración de la proteína bicoide en el desarrollo de la mosca de la fruta.

Biophysical studies of  morphogen gradient formation in Drosophila melanogaster

Tesis doctoral sobre los aspectos biofísicos de esta idea de los morfógenos y sus concentraciones para dar lugar a la diferenciación celular.

Espero que este tema os haya interesado, a mi me parece fascinante.

Nos seguimos leyendo

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El disgusto que se va a llevar más de uno y más de una cuando se enteren de que la materia oscura produce cáncer. Que dicho así acojona, para qué nos vamos a engañar.

Teniendo en cuenta que en el universo que nos rodea la proporción de materia usual, esa que nos compone, no llega al 5% y la proporción de materia oscura ronda el 27% estamos jodidos.  Vamos a tener que estar todo el día esnifando limón para poder contrarrestar el efecto de la maligna y perniciosa materia oscura.

No, no se me ha ido la pinza.  Tal vez estoy flipando un poco porque este tema, del que me puso al corriente el amigo @ej_molina_c, viene de esta entrada:

Dark matter can give you cancer — and that may be a good thing.

Esta entrada está publicada en el famosísimo blog de física: Starts with a bang y ha sido escrita por Sabine Hossenfelder.  Sabine es una magnífica física y divulgadora que en esta ocasión, y en mi humilde opinión, ha caído en la trampa del titular facilón.  Tal vez tenga algo que ver con que el blog genera ingresos, el día que este blog me permita vivir de él os prometo que pondré titulares aún más casposos que ese. Os lo prometo.

Vamos, que en mitad de la entrada Sabine escribe algo así:

So, yes, dark matter can give you cancer. The question is though, how likely is this to happen? Not very likely it turns out.

Por lo tanto, sí, la materia oscura te puede producir cáncer. La pregunta es entonces, ¿cómo de probable es este hecho?  No parece que lo sea demasiado.

En definitiva no hay nada incorrecto en esa afirmación salvo que es un poco amarillista, sensacionalista y desmesurada. Vamos que ya os digo yo que LA MATERIA OSCURA NO OS PRODUCIRÁ CÁNCER.

Lo mejor de todo es que esta entrada de blog de nuestra amiga Sabine viene a hablar de la línea de trabajo que se puede resumir en estos dos artículos:

Dark Matter collisions with the Human Body

New Dark Matter Detectors using RNA or DNA for Nanometer Tracking

Vamos a pasearnos por ellos.

¿Estamos siendo bombardeados por materia oscura?

Sí, sin duda alguna.  Pero claro, la materia oscura…

Bueno, si alguien quiere saber eso de la materia oscura de qué va:

Materia oscura en Cuentos Cuánticos

Seguimos… Pero claro, la materia oscura se caracteriza por una cuestión:

- No interacciona fácilmente con la materia usual que nos compone. No emite radiación electromagnética, no emite luz, por eso se llama oscura.

Sus interacciones con la materia tienen que ser despreciables porque de no serlo ya la habríamos detectado con nuestros aparatos en diversos experimentos que se están llevando a cabo para tal fin.

En el artículo:

Dark Matter collisions with the Human Body,

se empeñan en calcular cuantas colisiones se producen entre la materia oscura que nos atraviesa, por billones de partículas oscuras en cada segundo, en un año para una masa corporal de 70kg (para WIMPs, pero eso no es importante).

Las estimaciones van desde una colisión por año a 100.000 por año dependiendo de la energía con la que vengan las partículas oscuras en cuestión.

Que dices tú, pues muy bien pero que tampoco es para tanto, máxime cuando estamos sometidos a una lluvia incesante de neutrinos procedentes del Sol, de la Galaxia y de más allá, también de rayos cósmicos y de la propia emisión radiactiva de este pedrusco que llamamos Tierra.  Sin embargo este trabajo que puede parecer una chorrada está bien tenerlo hecho para poder llegar a la siguiente sección de la entrada que es mucho más interesante desde el punto de vista físico.

Sobre lo de que la materia oscura produce cáncer no hay de qué preocuparse.  Antes nos matarían las otras muchas radiaciones que nos rodean, que no lo hacen porque hemos nacido en ese ambiente y nuestro organismo está preparado para lidiar con ellas. Ya sabéis, un mal día poniendo un titular lo tiene cualquiera.

Detectores de Materia Oscura con ADN o ARN

En el segundo artículo:

New Dark Matter Detectors using RNA or DNA for Nanometer Tracking

Lo que proponen es lo siguiente:

1.-  La materia oscura interacciona poco, muy poco.  Pero cuando lo hace tiene preferencia a hacerlo con núcleos atómicos. Así pues se produce una colisión entre una partícula de materia oscura y un núcleo atómico presente en una molécula y este sale disparado rompiendo la molécula en el proceso.

2.-  Es interesante saber en qué dirección viene la partícula de materia oscura. ¿Cómo podemos saber eso para una cosa que interacciona tan débilmente?  Fácil, si hemos tenido la suerte de que interaccione con un núcleo y este sale disparado, este lo hará en la dirección y sentido en la que la partícula oscura venía, por aquello de la conservación de momento lineal.  Así que ahora lo que tenemos que hacer es detectar cómo se mueve ese núcleo.

3.-  Aquí entra el ADN o el ARN.  Hoy día podemos crear muchísimas cadenas iguales de estas moléculas que se construyen como la secuencia de cuatro ladrillos básicos, (véase PCR).  Entonces podemos construir una malla con muchas cadenas idénticas de ADN o de ARN.  Si un núcleo pasa por allí, irá rompiendo las cadenas a su paso en distintas posiciones que podremos determinar fácilmente por técnicas bioquímicas.  Por lo tanto, podremos reconstruir el camino que ha seguido en promedio y deducir en qué dirección venía la materia oscura que lo ha generado originalmente.

Se pone una capa de oro para que allí colisione la partícula oscura. Si ocurre, un núcleo de oro irá rompiendo cadenas de ADN/ARN ancladas a la superficie de oro. La secuencia es conocida, así que viendo los trozos rotos se puede deducir la dirección de la que provenía la partícula oscura.

La ventaja que presentan los ácidos nucléicos, ADN/ARN, es que hay muchas técnicas para crearlos, es barato, eficiente y tenemos mucho control en su análisis.  Puede que este tipo de detectores sean importantes en la detección de partículas oscuras, ¿quién sabe?  Lo importante, lo fabuloso aquí es que podemos decir:

Mirad lo que podemos hacer.

Lo cual no deja de estremecerme.

Nos seguimos leyendo…

Esta es la foto 51, una foto tomada por Rosalind Franklin y su ayudante Raymond Gosling con la que se pudo discernir el secreto de la estructura del ADN.  El modelo fue propuesto por Watson y Crick gracias a que tuvieron acceso a esta foto en una jugada un tanto criticable.

Esta entrada tiene por objeto describir cómo se puede deducir la estructura del ADN, una doble hélice, a partir de esa foto.  La historia asociada no deja de ser interesantísima y es una obligación dedicar unos minutos a conocerla y a homenajear a la mujer que la hizo posible, Rosalind Franklin.  Os dejo un vídeo donde se hace un breve esbozo de su vida y obra:

Y aquí el vídeo de lo que vamos a desarrollar en esta entrada, la deducción de la estructura del ADN a partir de la foto 51:

Si al acabar esta entrada crees que molaría tener un detalle con este vuestro humilde autor me conformaría con tener vuestro voto en los premios bitácoras para el podcast @Los3_Chanchitos.  Este es un podcast de ciencia y cultura en general (3chanchitos.es), con mejor o peor humor, del que formo parte.  Si deseas votar en señal de infinita gratitud solo tienes que pulsar aquí abajo:

Basta de peticiones, vayamos al lío.

Ondas electromagnéticas y espectro

Generalmente para “ver” algo utilizamos luz.  Pero como todos hemos escuchado alguna vez la luz es una onda electromagnética.  Estas ondas electromagnéticas son unos campos eléctricos y magnéticos que van propagándose ondulatoriamente según dictan las consecuencias de las ecuaciones del electromagnetismo de Maxwell.

Como buena onda tiene varias características de interés.  Para lo que nos ocupa nos interesa especialmente una, la longitud de onda, .  Esta es la distancia entre dos picos de la onda, dos valles o cualquier par de puntos en los que la onda se encuentre en el mismo estado de oscilación.

La longitud de onda nos permite clasificar las ondas electromagnéticas en función de su longitud de onda.  La clasificación se denomina espectro electromagnético.

Las ondas electromagnéticas de menor a mayor longitud de onda se clasifican en:

Rayos Gamma

Rayos X

Ultravioleta

Visible

Infrarrojo

Microondas

Ondas de Radio

Los rayos gamma tienen longitudes de onda de 0.000000000001 m y las ondas de radio pueden tener longitudes de onda de kilómetros.  Evidentemente, las divisiones entre estas clasificaciones no son estrictas sino que hay regiones en las que las distinciones no se aprecian entre una clase y otra.  Es simplemente una clasificación que nos ayuda a etiquetar las ondas electromagnéticas en función de su longitud de onda.

Rayos X

En lo que sigue nos vamos a concentrar en los rayos X.  Estos rayos X son ondas electromagnéticas que tienen longitudes de onda comparables a los tamaños de los átomos.  Su longitud de onda es muy pequeña y como veremos en lo que sigue es lo que nos permite “mirar” dentro de los materiales para “ver” su estructura atómica o molecular.

El rango de la longitud de onda de los rayos X oscila entre 0.1 y 10nm. El nanómetro, nm, equivale a 0.000000001m.

La luz que llamamos visible está en el rango de los 400 a los 800nm aproximadamente.  Es ciertamente una ventana muy pequeña de todo el posible espectro electromagnético.

Generación de las ondas electromagnéticas

Según la teoría electromagnética de Maxwell una onda electromagnética se genera cuando sometemos a una carga eléctrica a una aceleración.  Así que si tenemos una carga eléctrica describiendo un movimiento oscilatorio estará acelerando y emitiendo ondas electromagnéticas.

Para generar rayos X lo que se suele hacer es lanzar electrones con mucha velocidad sobre un metal.  Al entrar al metal estos electrones sentirán la presencia de núcleos y sufrirán un frenado, una aceleración al fin y al cabo, y si ajustamos bien la velocidad o energía de los electrones lanzados tendremos una emisión de rayos X.  Existe otro proceso que involucra que estos electrones arranquen electrones de orbitales internos de los átomos y entonces los electrones de capas superiores caigan a ese nivel interno liberando rayos X, dependiendo del material empleado, con una longitud de onda fijada.

Lo que te tiene que quedar claro es que somos capaces de crear haces de rayos X con longitudes de onda conocida.

¿Qué es ver?  La resolución

Cuando decimos que vemos un objeto es porque está iluminado y refleja la luz en su superficie y esta alcanza nuestro detector de ondas electromagnéticas, el ojo. Pero nos es bien conocido que no podemos ver cualquier cosa, hay un límite para el tamaño de las cosas que podemos ver con nuestros detectores.  Eso es debido a que para poder “ver” hemos de “iluminar” el objeto con una onda electromagnética de una longitud de onda que sea más pequeña que el objeto ya que de otra manera no podremos resolver la forma del objeto.  En nuestro entorno no tenemos problemas porque la luz visible está en el rango de los muchos cientos de nanómetros a cerca de los miles de los mismos y los objetos que nos rodean son bastante mayores de esa escala.

Pero observemos esta imagen:

En la primera parte de la imagen no podemos resolver la estructura que estamos iluminando porque la longitud de onda es mayor que la separación entre los dos objetos.  En la parte de abajo no tenemos problema para ver los dos objetos nítidamente.

Si lo que queremos es observar la estructura atómica o molecular de las cosas que nos rodean hemos de emplear ondas electromagnéticas que tengan una longitud de onda del mismo orden de las distancias atómico-moleculares.  Es por eso que hemos de emplear rayos X.

Los rayos gamma son de menor longitud de onda pero esos no nos sirven porque son tan energéticos que interactuarían con los electrones de los átomos y serían capaces de romper enlaces químicos con lo que no nos sirven para la tarea que nos estamos proponiendo realizar.

Dispersión de ondas electromagnéticas

Hay un efecto interesante con el efecto que tienen los rayos X cuando interactúan con electrones.  Suponte que tienes un electrón en reposo en una región y haces que pase una onda electromagnética en el rango de los rayos X.  Las ondas electromagnéticas son campos eléctricos y magnéticos que oscilan y se propagan por el espacio con lo que una carga eléctrica sentirá sus efectos.  En este caso el electrón empezará a oscilar conforme pase la onda:

Muy bonito, muy natural.  Pero… Ojo, ese electrón es una carga eléctrica y una carga eléctrica emite ondas electromagnéticas cuando está acelerada.  Ese electrón está claramente acelerado así que tendrá que emitir ondas electromagnéticas en dicho proceso.

En efecto, ese electrón emite ondas electromagnéticas en el rango de los rayos X en todas las direcciones (casi todas, pero es un detalle que no nos preocupa ahora mismo).

El efecto neto es que hemos introducido un haz con una determinada dirección y acabamos con ondas electromagnéticas en todas las direcciones.  Tenemos entre manos una dispersión de la luz.

Este fenómeno ocurre más o menos igual cuando los electrones forman parte de un átomo y pasa por ahí un rayo X.

Interferencias

Una de las propiedades más características de las ondas en general es su capacidad para interferir.  La interferencia es la superposición de varias ondas (que tengan propiedades parecidas como la longitud de onda) que llegan a un determinado punto del espacio a la vez.

En las interferencias podemos tener dos casos extremos:

1.-  Interferencia constructiva —  Esto se da cuando las ondas que se superponen llegan en fase, es decir, los picos y valles de las ondas coinciden en la región de superposición.  El efecto es que las ondas se refuerzan.

2.-  Interferencia destructiva — En este caso las ondas que van a interferir en una región llegan opuestas en fase, es decir, el pico de onda de una se encuentra con el valle de la otra y así sucesivamente.  El efecto es que las ondas se cancelan.

Pueden darse casos intermedios en los que hay un descenso de la intensidad (amplitud) de la onda resultante.

Poniendo todo lo anterior junto

Imagina que tenemos dos electrones ahí en reposo y que hacemos pasar un haz de rayos X por ahí.  Según hemos aprendido esos electrones describirán un movimiento oscilatorio y tendremos que emitirán ondas en casi todas las direcciones.

Pero tenemos dos electrones, es decir, ese proceso se repite dos veces por lo que tendremos ondas procedentes de un electrón y ondas procedentes del otro electrón. Esas ondas se superpondrán dando lugar a interferencias.

Suponiendo que el haz de rayos X inicial va de izquierda a derecha en este caso podemos ver qué pasa en diferentes direcciones respecto de la situación de los electrones.  Podemos ver qué pasa en la misma dirección que la del haz inicial:

Vemos que el pico de una onda coincide con el pico de la otra así que tendemos una interferencia constructiva.  Si ponemos una pantalla sensible a los rayos X lo que veremos es que en sea dirección aparece una mancha.

Si subimos (o bajamos el ángulo) llegaremos a una dirección en la que tendremos esta situación:

Ahí vemos claramente que esas dos ondas interfieren destructivamente.  En la pantalla no aparecerá señal alguna.

Si seguimos subiendo (bajando) el ángulo volveremos a encontrar una interferencia constructiva:

En la pantalla veremos otra señal de que hay llegado onda desde esa dirección.  Lo que veríamos sería algo así:

Una secuencia, un patrón, de regiones brillantes y regiones oscuras que son los puntos en los que hay direcciones donde ha habido interferencia constructiva y destructiva respectivamente.

¿Qué pasa si ponemos una fila de (muchos) electrones?

Pues pasará exactamente lo mismo pero muchas veces.  Eso quiere decir que tendremos interferencias constructivas y destructivas.  Pero cuantos más electrones tengamos mayor será la distancia entre puntos brillantes en la pantalla.  El motivo se entiende con las figuras siguientes en las que representamos solo 3 electrones de todos los que tenemos en la fila.

En la dirección en la que llega el haz tenemos interferencia constructiva, un punto brillante en la pantalla.

Pero si aumentamos el ángulo llegaremos a esta situación:

Ahí vemos como la onda del primer electrón se cancela con la del segundo, la del tercer electrón se cancelará con la del cuarto, etc.  Por tanto para volver a tener una interferencia constructiva y señal en la pantalla hemos de llegar a ángulos más grandes. Por tanto la separación entre puntos brillantes en la pantalla aumentará.  Esto se ve en la siguiente figura con 2, 3, 4, 5 y 7 centros dispersores:

Un detalle sobre estructuras

Cuando lanzamos rayos X sobre una estructura estos serán dispersados por los electrones de los átomos de la misma y se producirán los fenómenos que hemos explicado pero de diversas maneras.  Lo que obtendremos será algo que se conoce como patrón de difracción.

Veremos en la pantalla regiones brillantes (interferencias constructivas) y regiones oscuras (interferencias destructivas). El patrón será más o menos complicado y un tanto abstracto. Lo que no obtenemos es una imagen de la estructura interior del material por el que los rayos X han pasado.  Para obtener una imagen deberíamos de disponer de una lente que recolectara toda la luz dispersada y la focalizara en la pantalla.  Desgraciadamente aún no tenemos lentes que hagan eso de manera eficiente para los rayos X.  Así que todo lo que tendremos será un patrón de difracción.

Supongamos que tenemos un cristal de sal que es una combinación ordenada de átomos (mejor iones) de sodio y cloro.

En su interior los átomos de sodio y cloro se organizan en una red tridimensional:

Pero si hacemos pasar rayos X por el grano de sal lo que veremos será:

De ahí se deduce la estructura del cristal indicada más arriba.  ¿Cómo se hace eso?  Bueno, la cuestión es que aunque nos parezca algo muy loco el patrón de difracción mostrado en la pantalla se relaciona matemáticamente con la estructura del material que lo genera.  De hecho, eso que vemos ahí es la transformada de Fourier en el espacio de momentos de la estructura espacial del cristal (este comentario es para picar la curiosidad, nada más).

Lo que nos interesa aquí es un detalle curioso.  Pensemos que tenemos un material con esta estructura:

El patrón de difracción será algo así:

Ahora imaginemos que tenemos la habilidad de estirar las distancias entre los átomos de la estructura, todas ellas.  ¿Cambiará el patrón de difracción?

La respuesta es sí y de una forma característica:

Es decir, hemos estirado las direcciones vertical y horizontal y el patrón de difracción cambia a lo siguiente:

Las distancias en el patrón de difracción se han acortado en la dirección vertical y la dirección horizontal.  Esta es una propiedad genérica de los patrones de difracción ya que hay una relación recíproca de distancias entre la red real y el patrón de difracción:

Esto es conveniente tenerlo en mente.

Ahora sí, el aspecto de la foto 51

Vamos a proceder a describir la foto 51.

Esta foto se consiguió haciendo pasar rayos X por una fibra compuesta por moléculas de ADN alineadas en un mismo eje:

El patrón de difracción no es una única molécula de ADN es un promediado de la estructura completa de la muestra.  Es decir, esta técnica no resuelve moléculas individuales sino que nos da una imagen “promedio” de lo que estemos iluminando.  Captura la esencia de las moléculas presentes en la muestra.  Esa foto es un recorte de un patrón que se repite en toda la pantalla del detector (que puede ser una placa fotográfica sensible a los rayos X).

Lo que vemos en la foto 51 son varias características más que evidentes.

1.-  En el patrón hay una X formada por regiones oscuras discontinuas:

2.-  Las líneas discontinuas están en distancias fijas y tenemos 10 de estas líneas empezando en la línea central que se etiqueta como línea 0.

Vemos que hay una línea que no está, la línea correspondiente al cuarto puesto (empezando por 0 en el centro de la X).  Eso será muy importante.

En una foto más actual se ven mejor las distintas líneas:

Y de ahí se obtiene la estructura del ADN.

No te preocupes, no hemos acabado aún aunque estamos cerca.

Un par de detalles más

¿Qué pasa si nuestra muestra tiene una disposición de planos inclinados donde se sitúan los átomos que tienen los electrones que generan el patrón de difracción?

Lo que ocurre es lo siguiente:

La orientación de la muestra real (línea oscura con bolas representando átomos) es recíproca al patrón de difracción resultante (manchas grises).

Si complicamos la situación y combinamos esas muestras reales en un zig-zag obtendremos algo así:

Oh, sí, ahí hay una bonita X:

Y lo que es más, podemos encontrar una relación entre los ángulos de las ramas del zig-zag y el ángulo en el patrón de difracción.  Para ello hay que conocer la distancia de la muestra a la pantalla y la longitud de onda de los rayos X empleados.  Aunque hace falta alguna información más, no es difícil encontrar la relación.

¿Qué tiene que ver esto con una hélice?

Bueno, la respuesta es simple, una hélice se puede ver así:

O desde otro punto de vista:

Esto se parece un poco más al zig-zag que hemos usado antes.  Parece que el patrón de difracción de una hélice tiene toda la pinta de generar una X de algún modo.

Del patrón de difracción podemos obtener valiosa información de una hélice.  Podemos encontrar la distancia entre giros de hélice, la P, el radio R y el ángulo de los brazos de la hélice.

Si tenemos una hélice continua el patrón de difracción será tal que así:

Las manchas de las distintas líneas están separadas entre sí y eso está relacionado con la distancia de giro de hélice, con la P.  Como sabemos la relación entre distancias es recíproca, así que si aumentamos la distancia de giro de hélice, aumentamos la P, esas manchas aparecerán más juntas:

Si mantenemos la distancia de giro de hélice, P constante, pero aumentamos el radio de la hélice, el patrón será:

El ángulo se cierra mucho.  Por eso, midiendo el ángulo del patrón de difracción y conocida la distancia de la muestra a la pantalla y la longitud de onda es posible determinar el radio y ángulo de la hélice.  La distancia de giro de hélice se determina midiendo la distancia entre las manchas.

Observar que en este caso las manchas del patrón de difracción son segmentos continuos.  Eso es importante.

Por fin…

Volvamos a la foto 51 o a su versión más moderna:

Lo que podemos decir es que lo que está generando eso, el ADN, es una hélice.

Por otro lado, vemos que el patrón no tiene segmentos en los “escalones” sino que son más como manchas más localizadas.  Eso es porque la hélice a la que nos enfrentamos no es continua sino que está compuesta por elementos que se repiten, los monómeros del polímero ADN, los nucleótidos.

Sabemos por lo tanto que en un giro de hélice tenemos 10 unidades de estos nucleótidos.

Conocidas las características del experimento, longitud de onda de los rayos X empleados, distancia de la muestra a la pantalla, etc, podemos determinar la distancia de paso de hélice, la P sin más que medir la distancia entre dos niveles consecutivos de manchas en el patrón de difracción.  Si hiciéramos eso nos saldría que P=3.4nm.

¿Cómo de separados están los nucleótidos en el ADN?  Pues si en la distancia P hay 10 de estas unidades estas estará separadas 0.34nm.  Y además eso se puede medir midiendo la distancia del centro a la última capa del patrón de difracción.  Recordad que las distancias pequeñas en la estructura real se transforman en grandes en el patrón de difracción y viceversa.

Al medir el ángulo de la X del patrón de difracción podemos determinar tanto el ángulo de los brazos de hélice y el radio de la misma.

Es gracias a esta foto que podemos determinar la estructura física del ADN.

¿Y la doble hélice?

Cierto, cierto.. aquí solo hemos hablado de una hélice simple. ¿Cómo se sabe que en realidad es una doble hélice?

Por esto:

Ahí faltan unas manchas que deberían de estar, las de la 4º capa.  Y eso es lo que indica que es una doble hélice.  La cuestión es que si hay dos hélices habrá posiciones en las que los átomos que generan la dispersión de los rayos X den lugar a una interferencia destructiva y por lo tanto faltarán señales que estarían en caso de ser una hélice simple.

No solo eso, si observamos la línea de la capa 6 veremos que es menos intensa de lo que se esperaría, eso es debido al mismo motivo.  Por esos detalles sabemos que el ADN es una doble hélice.

Sin duda, este es uno de los grandes episodios de la historia de la ciencia y aunque conocer todos los detalles técnicos es ciertamente complejo podemos tener una ligera idea del secreto que esconde la foto 51.

Espero que os haya gustado… ¿Has votado a los chanchitos?

Nos seguimos leyendo…