El llarg camí del DNA

El llarg camí del DNA 

Us transcric una interessant entrada del blog centpeus, publicat per Daniel closa 

A mitjans del segle passat, el gran problema de la biologia era identificar quin era el suport químic de la informació genètica. Ja tenien el concepte de gens, entesos com les unitats d’informació genètica, però ignoraven en que consistia. La idea que tenia més èxit era que al nucli de les cèl·lules hi hauria unes proteïnes particulars que complien aquesta funció. Semblava assenyat ja que les proteïnes eren versàtils, podien formar cadenes i estaven constituïdes per vint aminoàcids diferents. Era temptador pensar en un alfabet de vint lletres amb el que escriure la informació genètica.

Al nucli també hi havia el DNA, però aquest es considerava com un material de suport. Una mena de estructura on s’aguantarien els autèntics gens. Ara ens sembla curiós, però en aquell temps no era cap ximpleria. Després de tot, el DNA nomes tenia quatre “lletres” que, a sobre, mantenien unes proporcions constants de dos en dos. Semblava que allò no donava per gaire sofisticació.

Però un seguit d’experiments van començar a apuntar al DNA com a material genètic i finalment, l’any 1953 Watson i Crick van publicar un article on proposaven l’estructura de doble hèlix que permetia entendre com funcionava el DNA com a material genètic.

Aclarit això tocava desxifrar el “codi genètic”. Al DNA hi havia les instruccions per fabricar les proteïnes. És a dir, en quin ordre es posaven els aminoàcids. Ep! Però a les proteïnes hi tenim vint aminoàcids i al DNA nomes hi ha quatre nucleòtids. Això volia dir que, com a mínim, calia anar llegint els nucleòtids en grups de tres per tenir més de vint combinacions.

Els primers intents van ser senzills. Van posar en un bacteri una cadena de DNA que només tingués adenines, tipus A-A-A-A-A-A-A….. i van veure que la proteïna que fabricava estava feta únicament per l’aminoàcid lisina Lys-Lys-Lys-Lys… De manera que la primera peça del codi era AAA es tradueix per Lisina (per cert, això ho va fer Severo Ochoa i per això va guanyar el premi Nobel l’any 1959). La resta de combinacions van trigar més, però finalment es va acabar esbrinant tot el codi. Des d’aleshores podem llegir la seqüencia d’un gen i saber quina proteïna fabricarà.

Però, és clar, amb això no n’hi ha prou. A més de la informació de quina proteïna es fa, cal més instruccions per decidir quan es fa. No tots els gens funcionen tota la estona. Al principi de la cadena del DNA de cada gen hi ha una zona que serveix per controlar l’activitat del gen. Esbrinar això ho van començar a fer els francesos Jacob i Monod a principis dels anys 60, amb sistemes de regulació senzills. Ara encara els estem estudiant i podem dir que els sistemes de control, els promotors, realment son complicats amb ganes.

Amb tot això semblava que ja enteníem com funcionava el DNA i es va començar a analitzar les seqüències dels gens. En fer-ho van començar a sortir més sorpreses. Aquella seqüència que pensàvem que es llegiria seguida per transcriure-la a proteïna estava plena de regions de DNA que no apareixien a la proteïna. La majoria de gens estan fets a trossos (anomenats exons) i la cèl·lula s’encarrega de enganxar-los per ordre quan toca. Això ha sigut una bona jugada de l’evolució , que combinant aquests exons en ordre diferent pot fabricar diferents proteïnes a partir d’un únic gen. També ha sigut una bona manera de marejar als investigadors i als estudiants…

Estudiar cada gen per separat anava bé al principi, però era una mica cutre. De manera que finalment ens vàrem posar a seqüenciar tot el genoma humà. Volíem saber, de principi a fi, quina era la seqüència dels tres mil dos-cents milions de nucleòtids del nostre DNA. Va costar però es va fer. I més sorpreses. La majoria del DNA no semblava ser gens tal com els enteníem. Li van dir DNA brossa, però això era una ximpleria. Ara sabem que serveix també per controlar el funcionament del DNA de manera que tot just comencem a entendre.

I finalment va resultar que la informació es podia modificar, afegint marques químiques a les bases del DNA. Es diuen marques epigenètiques, perquè estan afegides a la genètica, i representen un nou nivell de complexitat.

De vegades sembla que les coses van lentes. Però si mirem com hem avançat en el coneixement de la genètica veiem que tot va molt de pressa i que en poc temps hem fet molt camí. Després de tot, fa relativament poques dècades que es van adonar que els gens no estaven fets de proteïnes sinó de DNA. I mira quant hem avançat des d’aleshores!!!

L’AUTOR

Daniel Closa

Sóc doctor en biologia i investigador del CSIC a l’Institut d’Investigacions Biomèdiques de Barcelona. A més de la recerca científica pura i dura, fa temps que aprofito les oportunitats de la xarxa per fer una mica de divulgació de la ciència.

Un bon exemple d'entrada d'un blog

Ja sé que de vegades és difícil haver d'escriure i, encara més, d'un manera pública. Però d'això és el que es tracta. Una bona manera d'aprendre i millorar és llegir els "mestres". Un dels blocs que més m'agraden és el "Centpeus", sobretot per la manera didàctica i amena d'introduir temes de divulgació científica. Acaba d'eixir un article sobre el Kilimanjaro i el canvi climàtic, amb el títol, "la fi d'un simbol". A continuació el transcric. Llegiu-lo i preneu-lo com a model dels vostres escrits.

El seu nom està inevitablement lligat amb imatges de vida salvatge i amb novel·les de Hemingway. El Kilimanjaro, la muntanya africana per excel·lència, és d’una bellesa hipnòtica quan la mires des de la sabana de Kenya. És màgic admirar les neus perpetues cobrint la gran explanada del cim com a fantàstic horitzó per les imatges d’elefants, zebres i nyus que es mouen per la zona d’Amboseli. Si algun dia en teniu ocasió no us ho deixeu perdre.

Però, a més, mireu de fer-ho aviat. Aquest paisatge tant i tant característic sembla que té els dies comptats per causa, com no, de l’escalfament global. Tot i que les geleres del Kilimanjaro no eren desbordants com les alpines o les de l’Himàlaia, porten allà fa, al menys, onze mil anys. El motiu és l’altura de la muntanya. Més de cinc mil metres (de fet, quasi sis mil) que no està gens malament. Més alta que el Mont Blanc.

Que la gelera anava fent-se més i més petita es venia observant fa temps. Comparar les fotos de l'any 1993 amb les del 2000 és espectacular i alhora depriment. Les dades de l’any 1900 indiquen que la zona coberta pel gel era de dotze quilòmetres quadrats. Avui en dia en resten únicament dos. I el ritme de desgel cada vegada és més ràpid. Durant la primera meitat del segle XX retrocedia a ritme d’un 1 % anual. Però últimament ja va a gairebé el 3 % anual. El resultat és que on hi havia geleres eternes, ara hi ha terra erma.

Per desgràcia, aquesta muntanya no és una excepció. Simplement és la més característica d’Àfrica. Però el destí de les masses de gel d’aquell continent segueix un ritme semblant. D’Àfrica i de la resta del planeta.

Potser que aquesta desaparició generi algun canvi en el clima i el comportament de les aigües i la pluja de la regió. En tot cas, sospito que serà de menor intensitat que els induïts per l’acció directa dels humans.

El Kilimanjaro és especial pel seu simbolisme i pel misticisme que l’envolta. A la famosa novel·la “Les neus del Kilimanjaro” Hemingwai comença escrivint:

"El Kilimanjaro és una muntanya coberta de neu de 5.895 metres d'alçada, i diuen que és la més alta d'Àfrica. El seu nom és, en massai, «Ngáje Ngai», «la Casa de Déu». A prop del cim es troba l'esquelet sec i gelat d'un lleopard, i ningú ha pogut explicar mai què estava buscant el lleopard per aquelles altures”.

D’aquest lleopard mai he sabut si va ser real o una simple llegenda, encara que he vist alguna foto que suggereix que si que va existir. De totes maneres més enllà d’un animal mort, ha esdevingut un símbol del misteri d’Àfrica. Que hi feia un lleopard allà dalt? Hi ha moltes coses que no podrem entendre mai i això ens fa sentir més humans. I amb la desaparició de les neus del Kilimanjaro també perdrem part de la màgia que aquest món ens ofereix.

A les geleres del “Kili” li queden menys de vint anys. El compte enrere s’acaba ràpidament i com que tinc seriosos dubtes que podem aturar el rellotge, simplement queda aconsellar que ho visiteu si podeu. Al menys podreu dir que vosaltres les vàreu veure abans que es convertissin en un record d’allò que vàrem tenir i vàrem deixar perdre.

Al voltant del forat d'ozó.

Us transcric una entrada del bloc CENTPEUS.

Problemes entrelligats

Ja fa temps que sabem que a la Terra hi arriba prou radiació provinent de l’espai com per fer la vida molt difícil. Si podem anar tranquils a plena llum del dia i no patim constantment diferents tipus de càncers és gràcies a un delicat escut que hi ha a les capes altes de l’atmosfera. La capa d’ozó és gairebé impermeable a molts tipus de radiacions i ens protegeix de la hostilitat de les radiacions provinents de l’espai.

Per això, quan les dades dels satèl·lits van mostrar que a les regions polars del planeta, aquesta capa s’anava afeblint, l’alarma es va estendre ràpidament. No és bona cosa quedar-se sense escut enmig d’una batalla, i això semblava ser el que estava passant al planeta. Aviat es va comprendre que la culpa la tenia l’activitat humana. Ignorants dels efectes que podien tenir, els humans havíem abocat a l’atmosfera milions de tones d’uns productes anomenats clorofluorocarbonis, o CFC. Uns productes que resulten extremadament útils per moltes aplicacions industrials, però que com efecte secundari, reaccionen amb l’ozó i el degraden.

La història va ser la de sempre. Primer es va dir que exageràvem, que no n’hi havia per tant, després que ja era massa tard per fer res, i al final, amb dificultats, es va prendre la decisió de deixar de fer servir aquests CFC. El protocol de Montreal va ser la demostració que, de vegades, la humanitat pot posar-se d’acord per fer alguna cosa pel planeta. El problema era que ja havíem generat molts CFC i aquests triguen molt temps a desaparèixer.

Des d’aquell any 1987 han passat moltes coses i el forat de la capa d’ozó ha deixat de ser notícia. En part és per causa de les bones notícies. El ritme de destrucció es va alentir notablement i ara gairebé està estable. No s’ha recuperat encara, però al menys ja no sembla fer-se més gran cada any. Mica a mica els CFC que queden s’aniran degradant i l’ozó es continuarà generant a les capes superiors de l’atmosfera. Algunes previsions indicaven que cap l’any 2050 la capa podria tornar a mostrar les seves mides originals.

Però ai! La felicitat no és mai complerta. Aquestes previsions no tenien en compte un altre factor que, en principi, semblava poc relacionat. Una suposició molt innocent, perquè al planeta tot ho està de relacionat d’una manera o altre. Ara sembla que els coses aniran més lentes per causa de l’escalfament global.

Amb un hivern llarg i fred com el que estem passant, sembla que això del canvi climàtic sigui poc seriós. Cal recordar que l’escalfament global no vol dir que ara els hiverns seran tots càlids. El que es previsible que passi és que hiverns com el d’aquest any, que fa uns anys eren “normals”, seran cada vegada més inhabituals. I els estius anormalment calorosos seran més i més habituals. En tot cas l’important és el balanç global del planeta i no el temps que faci al poble on passem les vacances.

L’escalfament global actua per culpa de l’efecte hivernacle. El calor queda retingut a les capes baixes de l’atmosfera per culpa dels gasos hivernacle, sobretot (però no exclusivament) el CO2. El cas és que com que la calor no pot escapar fora del planeta, les capes més altes de l’atmosfera es refreden més del normal. I justament aquí hi ha el problema. Les reaccions que generen l’ozó funcionen més lentament si baixem la temperatura. De manera que, amb una estratosfera més freda, la regeneració de la capa d’ozó segurament serà més lenta del que preveiem.

Si ho mirem des d’un punt de vista pessimista, també és mala sort que ara que arreglàvem un desastre comprometem les coses per un altre costat. Però podem ser optimistes i recordar que malgrat les decepcions recents, a Montreal, l’any 87 ja es va demostrar que en ocasions si que ens podem posar d’acord per arreglar els desastres que hem creat. Potser amb el canvi climàtic també aconseguirem alguna vegada l’acord necessari i real.

Ja se que un pessimista només és un optimista ben informat, però deixeu-me mantenir l’esperança. 

Escrit per Daniel Closa

Actualització: Un article sobre el "forat" d'ozó" escrit per Diego Lázaro en el seu bloc Temps pel temps

Més informació en aquesta pàgina 

Visió, vitamines i pastanagues.

La història de tots els anys en Biologia de segon de Batxillerat: carotens, vitamina A, la seua influència en la visió, etc. explicat magistralment per Daniel Closa en el seu blog CENTPEUS