domingo, 13 de mayo de 2007

esbozos de biología molecular: 2.- flujo de información

(a.d.: al releerlo, me estoy dando cuenta que igual he introducido muchos conceptos nuevos en este post… tomaros vuestro tiempo para leer… fuerza y valor!)

para introducir una serie de conceptos, voy a pillar un tren que parte de principios del siglo XX… y que nos llevará a ver cómo un Nobel hace una de las tonterías más famosas para los biólogos, pero más desconocidas para el gran público, de la historia…

la bioquímica empezó su historia estudiando catalizadores (esto es una sustancia que reduce el tiempo en que un sustrato pasa a producto). un experimento típico (y muy básico) era coger algún organismo, romperlo (aunque técnicamente lo llamamos lisarlo, por la lisis de sus membranas) y ver qué procesos químicos concretos podía ejecutar su contenido, o alguna parte aislada de su contenido.
de ahí que el tema de los enzimas (dichos catalizadores) estuvo muy estudiado hasta que se desarrollaron metodologías que permitieron hincarle el diente a realmente qué sucedía en una célula… los enzimas tenían que proceder de algún sitio y ese sitio eran los genes. es curioso, porque del término ‘gen’ se estableció antes su significado que su significante: se fijó que gen era aquello que pasaba de padres a hijos, lo que nos hacía únicos y organizaba a las células, fuese eso lo que fuese…

cuando se pudo abrir la célula y estudiarla con detalles, se vio que había tres tipos de moléculas curiosas, aparte de la pared celular (que tan sólo contendría a estas moléculas) y de los metabolitos (moléculas que sirven de sustrato y son producto de las reacciones del metabolismo: cuando te comes un helado, los azúcares y grasas son procesados por las células por unas vías de degradación para que puedan almacenar esta energía y, así, sobrevivir)… dichas tres moléculas eran, curiosamente, tres polímeros (largas filas de ladrillitos, o más correctamente monómeros, ligeramente diferentes entre si). Estos polímeros eran las proteínas (nombre que, engreídamente, viene de Prometeo, … y esto va en serio) cuyos ladrillos eran los amino ácidos (y habían 21 tipos de amino ácidos) y el ADN y el ARN que compartían monómeros: los ácidos nucleicos (de los que sólo había 4 tipos, y estos os los sabeis: Adenina, Citosina, Guanina y Timina/Uracilo). Pasaron muchos, muchos años de discusión sobre qué polímero era el que guardaba la información genética, dónde estaban los genes, hasta que James Watson (que hizo la tesis en ornitología) y Francis Crick (físico de los materiales) entraron una tarde al pub ‘The Eagle’ en Cambridge (a 100 metros de su laboratorio) y pidieron dos pintas al grito de ‘hemos descubierto el secreto de la vida’… pero los genes aún tardarían unos cuantos años en que la mayoría les otorgase el derecho a estar en el ADN… y es aquí cuando la bioquímica se encontró, de bruces, con la genética…
bien, como muchos sabréis, por el descubrimiento de la estructura del ADN les dieron el Nobel… premio que fue tan polémico, que parecía más uno de Literatura que uno de Medicina o Fisiología… (¿por qué? resumiendo: no hicieron un solo experimento, se basaron en fotos de cristales hechos por otros, se basaron mucho en un modelo, falso, que había salido publicado unos días antes por un competidor y, lo que me parece más flagrante, su artículo, con una muy famosa fantasmada, entró directamente a imprenta, sin pasar por ningún revisor… es lo que tiene que el editor de Nature sea tu compañero de pasillo…)…

pero, a pesar de todo, sólo tenían el principio del cuento, los genes estaban en el ADN… y después, ¿qué? A partir de aquí se destapó una cierta ‘fiebre’ en el mundillo para averiguar el ‘flujo de la información genética’… si se suponía que el ADN era el que albergaba los genes, se le suponía dos funciones básicas: copiarse y expresarse…
La copia serviría para que la bacteria hija tuviese los mismos genes que su madre y es lo que se viene a llamar la replicación. Esta funcionalidad fue establecida al poco de determinar la estructura del ADN.
La expresión de los genes fue otra historia… a los listos de entonces les olía raro que el ARN y las proteínas fuesen polímeros, como el ADN…
los datos experimentales se fueron acumulando: se vio que las proteínas eran las que tenían las diferentes funcionalidades, se vio que proteínas muy cortas formaban unos conjuntos muy comunes con el ARN y unos bichos muy raros (ribosomas) hecho de ARN y proteínas, también se constató que le ADN se mantenía ‘anclado’ en una zona de la célula, sin moverse mucho, mientras que las proteínas y el ARN se encontraban más o menos por todos los sitios (difundían libremente), … y como los biólogos moleculares no se pueden estar quietos, a partir de cada uno de estos hechos se sacó un modelo más o menos chapucero (pero lo de chapucero lo podemos decir ahora, porque entonces eran hipótesis fundamentadas con ‘sus’ hechos y lógicas)… eso fue hasta que Francis Crick se sacó un modelo de la chistera…

antes de ir a por el modelo, me gustaría decir unas palabras sobre Crick. Este hombre estudió físicas en sus años mozos y, al poco de salir de la facultad, le atropelló el blitzkrieg a Polonia y Austria y lo que ello implicó… así que se pasó la Segunda Guerra Mundial trabajando para el Ministerio de Defensa en los mecanismos por lo que las minas marinas detectaban barcos y, en cuanto se terminó ésta, el Ministerio le encontró un sitio en la Universidad de Cambridge para que empezara su tesis en análisis de moléculas por rayos X… (el cómo decidió cambiar de campo merece un post aparte… os dejo un avance: se llama el test del chimorreo)… a este laboratorio llegó James Watson con una tesis bajo el brazo y 10 años menos que Crick… y de unas conversaciones de pub descubrieron que, si se ponían, igual podían sacar algo respecto al ADN…
pero nos interesa el Crick post-ADN… Crick nunca fue un hombre que se supiera callar los pensamientos que le venían a la cabeza… por ejemplo, en cuanto se vio que en la ‘química del principio de la vida’, muy probablemente, no habría los componentes para formar los amino ácidos de la primera célula, él lo vio claro: los amino ácidos vinieron del espacio exterior, de un meteorito… Lynn Margulis, que por entonces ya estudiaba los principios de la vida, le replicó que podía ser, pero que solo había cambiado de sitio el problema, sin resolverlo…

al caso: Crick vio las piezas sueltas y las organizó de manera que todas cuadraran… con ello construyó una hipótesis que explicaba estos hechos, predecía cosas que se descubrieron después y exponía qué cosas eran imposibles… todo perfecto… lo único que le echo en cara es el nombre que se sacó para su hipótesis: lo llamó el Dogma Central de la Biología Molecular… sí, sí, con esas palabras y con esas mayúsculas… la gente afiló sus cuchillos inútilmente, porque la hipótesis era casi perfecta… no había ningún cabo suelto…


la idea de Crick era la siguiente: el ADN se copiaba a ARN en lo que se vino a llamar transcripción, transcribes la secuencia de ADN en ARN, base a base, con una enzima (una clase de proteína) llamada ARN polimerasa ADN dependiente (‘hace’ ARN a partir de ADN) y el ARN se traduce a proteínas, traduces puesto que pasas de un tipo de monómeros a otro: de ácidos nucleicos a amino ácidos y se usan los ribosomas para ello… por último, el ADN se podría copiar a si mismo en lo que hemos llamado la replicación, usando la enzima ADN polimerasa ADN dependiente (‘hace’ ADN a partir de ADN)… y ahí Crick puso un punto y final… toda la transferencia, o flujo, de información en la biología molecular, de todos los organismos, seguía ese dogma, punto…
así, el ADN sería donde se ‘guardarían’ los genes y serían lo que se pasa de padres a hijos y las proteínas serían los ‘obreros moleculares’, los encargados de ‘hacer’ los procesos químicos… al ARN le quedaba el lugar de ser simple correa de transmisión entre ADN y proteína…

años más tarde, con los cuchillos aún afilados, se vio que algunos viruses podían hacer el paso inverso de la transcripción, ir de ARN a ADN con la enzima retrotranscriptasa (si es que somos unos hachas poniendo nombres!)… y también había ARN que no se traducía, sino que en la forma de ARN eran funcionales… se comprobó que no eran excepciones, sino que estos ‘peros’ eran bastante comunes… y, para que los turistas de la biología molecular lo entiendan, estos ‘pequeños detalles’ eran como meterse en una piscina llena y no mojarse… la cuestión es que le pagaron a Crick con la misma moneda: habían logrado desmontar el ‘Dogma’, habían determinado que ciertas cosas que él decía imposibles se encontraban en la naturaleza…
Francis se defendió diciendo que habían ampliado la hipótesis, y se disculpó pues, según él, cuando le puso ese nombre, no conocía el significado de la palabra ‘dogma’… valga decir que para una persona cristiana con la cultura de Crick, es bastante raro no conocer la ‘sutil’ diferencia entre ‘dogma’ e ‘hipótesis’… por lo que comentábamos el otro día del significado de las palabras…

así nos encontramos con que se conoce el flujo de la información en todos los organismos… una de las puertas más grandes que abrió esto fue el empezar a pensar en hacer mutantes específicos inaugurando lo que se vendría a llamar ingeniería genética, pero eso es otro post, digooo, otra historia…

ah, el año pasado Navarrete hizo una página en la wiki del iGEM sobre este flujo de la información, él lo llamó ‘metabolismo informacional’,… ya le pegué coscorrones por ese nombre, pero a pesar de eso, está muy bien, aunque en inglés…
hale, espero que hayas llegado aquí, sin mucha penitencia de por medio...

p.d.: oye, que si teneis dudas, las podeis colgar en los comentarios...

4 comentarios:

Blanc dijo...

Hhmm.. La explicación es buena, pero sólo "internamente" buena. Como cuando te explican econometría matricial y la entiendes mezclando lógica y abstracción...

Quizá el asunto es que cuentas con que uno tiene el vocabulario (sobretodo el vocabulario, que a la postre lo es todo) de biología de bachiller.. Y no sólo que se tiene (incorrupto como el brazo de un santo), sino que además se comprendió en su día (como tú pudiste comprenderlo).

Aunque son cosas que en el fondo tenemos (subyacen), creo que deberías dar un paso atrás para coger carrerilla.. Explicar de donde salen las cosas (aunque en ocasiones se pueda deducir), y desarrollarlo en dibujitos sucesivos (digamos, para no perder de vista el flujo del razonamiento); al fin y al cabo estamos hablando de partes de partes (en última instancia, teoría de conjuntos; y hay tres modos de transmitirlo, por preferencia: dibujados, en lenguaje matemático y narrados), y no por casualidad (me temen en los casinos..) "erase una vez la vida" representa el 75% del conocimiento de biología del 90% de toda una generación...

Más allá de los pilares - que a mí al menos me fallan -, la explicación tiene un ritmo adecuado (y bien aderezado), está bien estructurada y no omite (ni abrevia en exceso; ni se dispersa en) ningún paso.

J'éspere que tout cela ne te vexera pas.. Comprise l'absence d'autres questions plus concretes.. :-)

Por otro lado, apunta un voto para lo del test del chismorreo.
xDDD

arnau dijo...

es cierto que haya podido suponer más base de la que tiene uno cualquiera... cierto...
intentaré en el siguiente post encontrar 'dibujitos' aunque dudo que sean sucesivos, ni estén dibujados por Romita Jr o guionizados por Mooore o Niles... jijiji... ojalá...

por otra parte, recientemente vi el capítulo de 'érase una vez la vida' titulado 'el contexto celular'... y me cansé de apuntar mentalmente errores (muy) de bulto... pero bueno, siempre se puede mejorar...

p.d.: ya veremos cuando saco tiempo para ello, xq esta semana voy a estar un pelín, pelín, liado... porque, aunque a veces no lo parezca, hago más cosas en Uppsala que escribir en blogs...

Tu sais que ça ne vexe pas du tout, ça fait du bien écouter ce que dit ton esprit...

Lechuck dijo...

Vale sí, ni he leido el post ni vuestras respuestas...pero imaginaroslo:

UN DÍA ENTERO DEDICADO A CARL SAGAN!!! CON LA GENTE VESTIDA COMO ÉL Y MOSTRANDO ESA SONRISA DE SUPERMODELO

Sería genial...

Anónimo dijo...

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