Nombres en biología: 6 Narciso, Caléndula

Narciso fua convertido en flor por su petulante presunción. La humilde Caléndula, útil para los humanos, recibe un nombre bonito gracias a su constante florecimiento.

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La mitología nos habla de un adolescente engreído llamado Narciso, a la par que nos cuenta historias de dioses próximos a nosotros con sus virtudes y defectos, es decir de dioses humanos, .

Tuvo muchas enamoradas, una de ellas llamada Eco. También era hermosa, tanto como solo se puede ser en una fábula, pero Narciso la desechó. Aunque Eco era una ninfa, no tuvo una vida feliz. Con una hermosa voz y sencillos modales, muchos la cortejaban, aunque ella sólo tenía ojos para Narciso. También Zeus se enamoró de ella y quiso seducirla. Hay versiones si lo consiguió o no, pero lo cierto es que Hera, esposa de Zeus, castigó a la ninfa, quitándole la iniciativa en el habla y permitiéndole sólo repetir las últimas palabras emitidas por su interlocutor. Humillada por no poder entablar una conversación, Eco se fue a vivir a valles y montañas, donde a veces intentaba hablar con caminantes, pero nunca lo consiguió.

COMO MIRÁNDOSE EN EL AGUA

Tras el desdén de Narciso, aún se retiró más y casi se hizo invisible. Fue entonces cuando Némesis le impuso un castigo al adolescente endiosado: se enamoraría de alguien imposible de alcanzar. Así ocurrió. Narciso se asomó a unas aguas tranquilas, dicen que para beber de ellas, se vio reflejado y quedó prendado de rostro tan hermoso. Al quererlo besar, murió ahogado.

MIRANDO AL SUELO

Hoy, este mito ha dado origen a diversos calificativos referidos a personas que se deleitan en cualidades propias, tanto físicas como intelectuales. Creo que se aplica más a personas del género masculino, no tengo claro haber escuchado este adjetivo aplicado a mujeres.

En botánica hay una hermosa flor que aparece en los primeros meses del año. De color brillante, está inclinada hacia el suelo, como haría si se contemplase en un estanque. Por ambas coincidencias, hermosura y cara orientada al suelo, la flor se llama Narciso.

CALÉNDULA

Una flor frecuente, y bonita, es la caléndula. Tiene el aspecto de una margarita, pero de color amarillo intenso, parecido al de una yema de huevo. Es una planta muy utilizada en farmacia, tanto sus flores como sus hojas. También para cocina tiene sus adeptos en ensaladas.

Es muy abundante, crece en bordes de caminos y a veces es posible encontrar campos enteros teñidos del color amarillo de sus flores. Eso de que la planta crezca en bordes de caminos, cualquier biólogo lo explica como el resultado de la dispersión de sus semillas por parte de caminantes. Los frutos tienen una especie de espinas que hacen que quedan enganchados en ropas de caminantes, o en patas peludas de pequeños mamíferos.

Siempre están en flor, pues florecen cada 30 días, más o menos. Los primeros días después de haber florecido, las flores están lozanas, carácter que van perdiendo con el paso del tiempo.

Los romanos dividían sus meses en tres períodos: las calendas,(los primeros días), los idus (los medios) y las nonas (los finales). Puesto que estas flores son más vistosas en los primeros días de su mes de vida, y los romanos llamaban calendas a tal período, la planta recibió el nombre de Caléndula.

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Nombres en biología: 5 Cromosoma X

A veces, de modo inconsciente, se asignan nombres transitorios que,  no obstante, llegan a consolidarse. Uno de ellos es el de Cromosoma X, pues lo que empezó como un juego casi juvenil, terminó definiendo un cromosoma con un elevado significado conceptual y genético.

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Ya en un escrito de 17 de septiembre de 1870, Mendel había sugerido que la proporción sexual de muchas especies equivalía exactamente a la proporción fenotípica que cabría esperar en la descendencia de un heterocigoto Aa cuando es cruzado con un homocigoto aa. 

Hoy sabemos que no existe mucha diferencia entre la estructura del cruzamiento al que se refería Mendel y el que determina el sexo. En un caso se trata de genes y en éste de cromosomas, pero en ambas situaciones tenemos un individuo (o un sexo) formador de un solo tipo de gametos, todos con el mismo carácter genético, que transmitirá a todos sus descendientes y que no será fundamental al determinar diferencias, y otro individuo (o sexo), que genera dos tipos diferentes de gametos en relación a ese mismo carácter, formados los dos con la misma frecuencia y que serán los que determinen las diferencias genéticas que aparezcan en la descendencia.

ESQUEMA DE LA DETERMINACIÓN DEL SEXO
EN HUMANOS

Teóricamente se pensó que el sexo (algo tan complejo con componentes morfológicos y fisiológicos), dependería no de un solo gen, más bien de muchos que podrían residir en un mismo cromosoma concreto. Un sexo tendría dos cromosomas y el otro sólo uno. De este modo se cumpliría lo que, también de manera teórica, había pensado Mendel. Un sexo formaría todos los gametos iguales, portadores de ese cromosoma. A este sexo se llamó homogamético, que quiere decir formador de “gametos iguales”. El otro sexo formaría gametos diferentes, pues la mitad de ellos llevaría ese cromosoma particular, mientras la otra mitad no lo llevaría, llamándosele, por tanto, sexo heterogamético, formador de “gametos diferentes”. Para que esto fuese así, el sexo homogamético tendría dos cromosomas determinantes del sexo, mientras que el heterogamético sólo tendría uno.

Para comprobar la veracidad de la hipótesis, en algunos laboratorios de citología se comenzaron a estudiar cariotipos de machos y de hembras, por si aparecían diferencias en el número de cromosómicas. Miss Nettie Stevens y Wilson buscaban un cromosoma relacionado con uno u otro sexo, al que, por desconocido, y con el desparpajo de la juventud, denominaron cromosoma X. De ser cierta la hipóteis, ese cromosoma y dentro de una misma especie, determinaría diferentes cariotipos, según el sexo del individuo estudiado. Además de jóvenes, eran rigurosos investigadores. 
La Dra. Stevens, al comentar con compañeros la naturaleza de su trabajo, decía que buscaba un cromosoma misterioso, un "cromosoma X". También sus amigos le preguntaban cómo iban sus perquisas acerca del "cromosoma X".

MS. NETTIE STEVENS CON UN ESQUEMA DE LOS
CROMOSOMAS X E Y 

En 1905, estudiando cariotipos de ortópteros, estos investigadores vieron que en algunos casos la hembra posee un numero par de cromosomas, (N pares), mientras el macho posee un número impar. Uno de los cromosomas pares de la hembra sólo tiene un representante en los machos. Miss Stevens indicó que se correspondía con el cromosoma X buscado desde hacía cierto tiempo. Las condiciones teóricas se cumplían, pues cuando la hembra forma óvulos, los miembros de cada pareja de cromosomas se separan uno del otro, entrando a formar parte de cada óvulo, de modo que todos ellos tienen un cromosoma X. Sin embargo, en los espermatozoides, la mitad contendrá un cromosoma X y la otra mitad carecerá de él. Cuando un óvulo es fecundado por un espermatozoide portador de un cromosoma X, el zigoto tendrá dos cromosomas X y determinará una hembra, mientras que cuando es fecundado por un espermatozoide que carece de él, el zigoto tendrá un solo cromosoma X, determinando un macho. El sexo del individuo que se desarrolla a partir del huevo fecundado viene, por tanto, determinado en la fecundación por un hecho casual, por el tipo de espermatozoide que haya intervenido en ella.

EDMUND B. WILSON

En otros insectos, como en el gusano de la harina, Tenebrio molitor, Miss Stevens observó que el macho presentaba un cromosoma que actuaba como pareja del cromosoma X, pero era completamente diferente de él. Puesto que en machos aparecía como pareja de X, era lógico llamarle cromosoma Y, como se llama a la pareja de X en ecuaciones y en trigonometría.  No obstante, el macho seguía teniendo su condición de sexo heterogamético, si bien en este caso la mitad de sus gametos eran portadores del cromosoma X, y la otra mitad del cromosoma Y. El sistema de fecundación determinaba una descendencia de machos y hembras repartidos en una proporción de mitad y mitad.

En pocos años, Miss Stevens, Wilson y otros comprobaron casos similares en muchas especies animales. Lo general era la presencia de un sexo homogamético, no necesariamente el femenino, y otro heterogamético que, en correspondencia con lo anterior, no tiene que ser necesariamente el masculino. Por ejemplo, mamíferos y dípteros, (nosotros y moscas) tenemos este tipo de determinación, pero en aves ocurre que el sexo heterogamético es la hembra. 

Lo que comenzó siendo una denominación casi de argot juvenil, “cromosoma X”, ha terminado por ser de utilización universal para designar a los cromosomas sexuales.

NOTA AL MARGEN. 

Años antes, W.C. Röentgen, también había utilizado el calificativo de "rayos X" para referirse a los rayos descubiertos por él, cuya naturaleza desconocía. Tal denominación tuvo éxito, de modo que aunque posteriormente se propuso llamarles Rayos Rôentgen, en muchos países se siguen denominando Rayos X.

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Preguntas de siempre

Conociendo al ADN 2

Nombres en biología 4 Proteína

No tengo nada en contra del consenso general acerca del origen del nombre "Proteína", muy acorde con su función estructural en los seres vivos. Pero la evocación al dios Proteus en este nombre también me gusta mucho, la verdad.

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 Cuando se descubrieron las proteínas, casi de inmediato fueron relacionadas con moléculas específicas de los seres vivos. Pronto pasaron a ser catalogadas como “principios inmediatos”, así llamados por ser considerados las piezas fundamentales con las que se construían los organismos.

Esos principios inmediatos son los hidratos de carbono, los glúcidos y los prótidos. A diferencia de los otros compuestos, las proteínas son polímeros de una serie de veinte moléculas diferentes, los aminoácidos, que además de disponer en su composición de una parte constante formada por un grupo ácido, otro amino y un hidrógeno, tienen radicales diferentes, tanto en tamaño como en cualidades químicas. La polimerización de estos aminoácidos genera las proteínas, que, lógicamente, pueden tener secuencias y estructuras casi infinitas.

POSIBLE ESTRUCTURA ESPACIAL
DE UNA PROTEÍNA

Los otros principios inmediatos, como pueden ser los glúcidos, tienen morfologías y estructuras moleculares tremendamente rígidas, por cuanto son polímeros formados por un sólo monómero y, por tanto, las estructuras moleculares derivadas resultan ser muy uniformes, lo cual no deja de tener su importancia biológica. Otro tanto pasa con los lípidos: independientemente de su importancia biológica, hay una gran uniformidad estructural en estas moléculas.

Existen dos hipótesis sobre el origen del nombre “proteína”. Según unos autores, podría derivar del griego, “proteios”, con un significado semejante al término latino “primarius”. El bioquímico holandés G.J. Mulder lo usa en el año 1839 designando con él a los cuerpos albuminoideos para hacer resaltar su importancia básica como constituyentes de los organismos vegetales y animales. Berzelius, en carta dirigida a Mulder el 10 de julio de 1838 sugiere el término proteína para los albuminoides y propone ese término cogiendo como base el mismo “proteios”, pero en este caso en el sentido “de primer rango”.

POSIBLE ESTRUCTURA DE
OTRA PROTEÍNA

En el mismo plan de significado, conviene tener en cuenta otro hecho importante en la biología, como fue el asombroso descubrimiento del microcosmos presente en una gota de agua, invisible a simple vista, pero perfectamente estudiable con la ayuda del microscopio. Eso ocurrió a partir del siglo XVII y cada vez fueron apareciendo nuevas formas. Como los primeros animales que aparecieron estaban presentes en hierbas mojadas (infusiones), fueron llamados genéricamente “infusorios” y son los actuales ciliados. Uno de los primeros descubiertos fue la Ameba, conocida por su movimiento por medio de pseudópodos, llamado “ameboide”, lo cual no le permite tener una forma definida, como ocurre con otros ciliados como Voticela, Paramecium o Ceratium. Todos estos seres recibieron el nombre de Protozoos, y también en este caso no falta quien diga que tal nombre tiene un origen semejante al de proteína, con el añadido “zoo”, animal, y que significaría, más o menos, animales “primeros”, “básicos”.

AMEBA, SIN MORFOLOGÍA CONCRETA

Con este mismo criterio, cuando se descubrió una substancia, aparentemente amorfa y de estructura coloidal, presente en el interior de las células y en la que estaban presentes los orgánulos celulares, se le dio el nombre de protoplasma, “plasma básico”.

Hasta aquí, todo perfectamente lógico y comprensible, pero voy a presentar otra hipótesis acerca del origen de estos nombres. También sería de origen griego, pero en este caso procedería de su mitología. El dios griego Proteus vivía en el fondo del mar. Después de la guerra de Troya es capturado por Menelao, que quiere que lo lleve de regreso a su casa. Proteus se esconde reiteradamente cambiando de forma, y así no presenta ninguna morfología propia suya, adoptando siempre cualquier otra, tanto de ser vivo como de cosa inanimada. Por tanto, no podía ser definido por su forma, que no tenía, pero sí por sus cualidades. En las amebas, seres vivos, como en las proteínas, compuestos bioquímicos, se da esta misma característica: no tener una forma definida pero sí disponer de cualidades concretas.

PROTEUS

No falta quien diga que tanto el nombre de Protozoos como el de Proteínas esté escogido en recuerdo y en honor de ese dios que tampoco tenía forma propia. El nombre que no está de acuerdo con esta explicación es el de protoplasma, pero no por eso vamos a desdeñar la hipótesis, pues sabemos que las palabras cogen vida propia y muchos las usan después sin conocer su origen etimológico. Este pudo ser el caso cuando se dio tal nombre a la sustancia intracelular, al igual que ahora se habla de cementos híbridos, pues el calificativo de híbrido se aplica en este tiempo a cosas que tienen su origen en mezclas, o son intermedios entre situaciones bien definidas, careciendo de cualidades vitales.

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Sobre el origen de "Híbrido"

Sobre el origen de "Botánica"

Conociendo al ADN - 3

Escuché decir a cierto personaje creído de su valía que, en la primera mitad del siglo XX, no se había hecho más que desarrollar los descubrimientos del siglo anterior. Bueno, esos descubrimientos, en biología, habían sido tremendos y no estuvo mal desarrollarlos, más bien fue necesario hacerlos. Tampoco hay que desprestigiar a los científicos de aquel tiempo, estaban poniendo las bases para el desarrollo espectacular que tendría la biología en la segunda mitad del siglo.

Para mí, un descubrimiento importante de comienzos del siglo XX, fue el de la penicilina y demás antibióticos. Gracias a ellos, se comenzó a luchar con eficacia contra enfermedades hasta entonces mortales (tuberculosis, p.ej.), se desarrolló la cirugía al conjurar los peligros de infección y, consecuentemente, se alargó nuestra expectativa de vida. Paralelamente, la biología molecular también se benefició de este hecho.

LA FOTO HECHA POR R. FRANKLIN

El otro descubrimiento, mediado el siglo, que representó un revulsivo para la biología, lo hicieron Francis Crik, James Watson, Maurice Wilkins y Rosalind Franklin. Watson era biólogo y Crik, físico, mientras que Wilkins y Franklin eran cristalógrafos y estudiaban difracción de rayos X en moléculas estructuradas. Reuniendo muchos datos y conocimientos diversos, y gracias a sus diferentes especialidades, trabajaron hasta llegar a dilucidar la estructura buscada en la comunidad científica.

WATSON Y CRIK PRESENTAN UNA
MAQUETA DE LA ESTRUCTURA DEL ADN

Eran insultantemente jóvenes (por los treinta, con la carrera recién terminada). Los estudios maduraron alrededor de las fotos de rayos X difractados al atravesar ADN, que había hecho R. Franklin. (Estas fotos, propiedad de R.Franklin, fueron enseñadas de manera indiscreta por Wilkins a J. Watson, que recogió de ellas la información que precisaba sin pedir permiso a su autora). Tengo que decir que no entiendo nada de esta foto pero, quienes supieron interpretarla, vieron que se trataba de una molécula rígida y perfectamente estructurada en el espacio. Consistía en dos cadenas enrolladas en hélice, entre las cuales aparecían vínculos moleculares de tamaño constante, siendo posible calcular las distancias que separaban los diferentes átomos. Todo esto indicaba una estructura muy rígida.

ESQUEMA DE LA ESTRUCTURA DEL ADN

Esto del tamaño constante representó un inconveniente conceptual si se quería compaginar esta estructura, rígida, con la diversidad de secuencias previstas, en caso de comprobar la hipótesis de que el mensaje genético estaba cifrado en las secuencias diferentes de las bases nitrogenadas. Fue cuando se recordó lo indicado por Chargaff. La igualdad de concentración a Adenina y Timina, así como la de Guanina y Citosina. Estos pares de bases podrían ser los componentes de los puentes entre las cadenas longitudinales que, consiguientemente, estarían siempre a la misma distancia, como indicaba la foto. Por el descubrimiento, recibieron el Premio Nobel en 1962.

ROSALIND FRANKLIN

Rosalind Franklin no pudo disfrutar del éxito obtenido, pues murió muy joven víctima de cáncer. También hay datos que hacen suponer que sus compañeros de descubrimiento no fueron con ella como se podría esperar en cuanto a reconocer su valía científica. Hay quien dice que Watson, Crik y Wilkins se aprovecharon de su trabajo. Muchos hablan de machismo en la universidad inglesa de mediados del siglo pasado. Lo cierto es que casi quedó olvidada.

Luego, cuando ya habían recibido el Premio Nobel, Watson escribió un libro, autobiográfico y de autobombo, que recuerda cómo vivieron aquel tiempo. Se llama “La doble hélice”. Hoy está disponible para descarga gratuita y el final de esta entrada pongo su enlace para quienes quieran descargarlo. Es interesante leerlo para quien quiera conocer el ambiente en que trabajaban aquellos investigadoras.

Trabajadores, brillantes, tenaces, pero no pensemos que humanamente perfectos, eran como cualquiera de nosotros, con sus cosas buenas, no tan buenas e, incluso, odiosas. Lo que sí tuvieron fuera de lo normal fueron sus ganas de trabajar y su incansable deseo de alcanzar su meta. Ahí sí que fueron ejemplares.

Salvo R.Franklin, han sido personas longevas. Crick siguió en el mundo de la investigación. Watson se dedicó a editar trabajos recopilados de actualidad en biología, y a criticar a todos menos a sí mismo, siempre que se le presentó la posibilidad. De M.Wilkins no puedo decir nada, pues nada sé, salvo señalar su longevidad.

Semblanza de Rosalind Franklin

La doble Hélice

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          Francis Crick en la Historia de la Biología

Conociendo al ADN - 2

Trabajando con ADN, Avery había demostrado que esta molécula era la portadora de la herencia biológica. Pero no se tuvo muy en cuenta este dato, pues lo había descubierto en bacterias, consideradas organismos inferiores. Los maestros consagrados en la ciencia pensaban de ese modo y no había manera de hacerles cambiar. O no se encontraba la manera de hacerlo. 

Quedaba mucho por hacer en biología, y una de las cosas más importantes para su desarrollo, era comprender la similitud de los procesos biológicos en todos los seres vivos. Pero éste fue un proceso largo.

Es entonces (1952) cuando Alfred Hershey y su equipo, en especial Martha Chase, emprenden una serie de experimentos encaminados a demostrar de modo inequívoco que es el ADN el portador de la herencia biológica. Ambos eran jóvenes, más Matha Chase, pues contaba 25 años y era recién graduada en Biología.

He dicho arriba demostrar de modo “inequívoco”… A veces no se tiene muy en cuenta el riguroso diseño experimental aplicado en un trabajo, y sin embargo debe ser muy estudiado, de modo que los resultados sean inequívocos. El experimento conocido como de Hershey y Chase, tuvo este tipo de diseño, gracias al cual os resultados no dejaron ni un resquicio a la duda ni a las objeciones bienintencionadas. Como novedad en el experimento, diré que en él se utilizaron marcadores radiactivos para rastrear moléculas en seres vivos, algo entonces inusual.

Puesto que la controversia acerca de la naturaleza del material hereditario se libraba sobre si eran las proteínas o el ADN los encargados de la herencia biológica, escogieron para su trabajo un ser constituido exclusivamente por estos dos componentes, proteína y ADN, el fago T2.

ESQUEMA DEL FAGO T2

Este fago está constituido por la llamada cabeza, de forma poliédrica y una cola, terminada en varias fibras dobladas. Es parásito de bacterias y su vida libre consiste en moverse en medio líquido hasta encontrar una pared bacteriana, adherirse a ella e inyectar en la bacteria su cromosoma vírico. Éste, el cromosoma, una vez en el interior bacteriano, desencadena allí la síntesis de las proteínas de la cubierta vírica y los cromosomas fágicos. Una vez realizado este proceso, los cromosomas fágicos se introducen en las cápsulas correspondientes, se provoca la lisis bacteriana y los nuevos virus quedan libres en busca de nuevas bacterias a las que infectar. El fago inicial se ha reproducido de este modo.

Los investigadores, Hershey, Chase y colaboradores, querían saber qué moléculas entraban en la bacteria para llevar a cabo la infección y reproducción vírica. Para eso idearon marcar los dos componentes en liza. Miraron qué átomos eran específicos de cada uno de los componentes y dedujeron que el fósforo (P) está presente de modo exclusivo en los ácidos nucleicos, mientras que el azufre (S) sólo aparece en las proteínas. Consiguieron proteínas en las cuales todo el azufre presente era un isótopo radiactivo del azufre normal, el S35, a la vez que obtuvieron un ADN que sólo tenía fósforo marcado, el P32. Así, cuando en sus posteriores análisis encontrasen S35, sabían que tenían proteína del fago, y cuando apareciese P32, tendrían su ADN.

ESQUEMA DE UNA INFECCIÓN VÍRICA CON T2

Toda esta preparación llevó mucho tiempo, no sólo en lo que se refiere a ponerla a punto. También fue preciso que aquellos chicos consiguiesen el respaldo experimental del departamento en el que desarrollaron su trabajo. Por otra parte, hay que tener en cuenta que muchas veces la preparación de un experimento requiere mucho más tiempo que el desarrollo del experimento en sí. Éste fue uno de esos casos.

Una vez conseguidos fagos con sus proteínas marcadas radiactivamente con azufre35 y ADN, también marcado con fósforo35, todo fue cuestión de infectar bacterias sin isótopos y seguirle la pista a los elementos marcados, pues eran los constituyentes de los virus utilizados experimentalmente para infectar. Había que ver qué material entraba en las bacterias y si éstas, con el material que había penetrado en ellas, eran capaces de llevar a cabo la reproducción de nuevos virus.

ESQUEMA DE INFECCIÓN POR T2

Si del interior de las bacterias se recogía S35, es que había entrado la proteína. Si estas bacterias infectadas eran capaces de producir nuevos virus, era porque la proteína era el único material hereditario. El mismo razonamiento valía si lo que entraba era el P32, pero aplicado al ADN. Si debían penetrar tanto el S35 como el P32, (proteínas y ADN), para que dentro de las bacterias se reprodujesen los virus, entonces era preciso admitir que ambos componentes eran portadores de información genética.

El resultado obtenido demostró que sólo el ADN penetraba en las bacterias y que esta sola infección era capaz de regir la aparición de nuevos virus de composición completa. Es decir, encontraron que el ADN llevaba toda la información biológica necesaria para producir cromosomas víricos y las proteínas de su cápsula.

Con estos resultados, de 1952, ya nadie discutió más si proteína o ADN. La verdad es que entonces ya se disponía de más informaciones sobre esa controversia y todas apuntaban al ADN como portador de la herencia.

En 1963 Hershey fue distinguido con el Premio Nobel. El que no se le concediese a M.Chase constituyó una sorpresa en el ambiente científico.

Después del descubrimiento, tocaba dilucidar la estructura del ADN, pero había diversos laboratorios intentando encontrarla.

Conociendo al ADN - 1

Cuando el 1962 Watson, Crick y Wilkins recibieron el Premio Nobel por haber dilucidado la estructura del ADNA, muchos echaron en falta a Rosalind Franklin como receptora del premio, pero eso es algo que aún no se ha olvidado. No obstante, con ese Premio culminaba una historia fascinante dentro del mundo del conocimiento. Como siempre, llena de éxitos y fracasos.

F. MIESCHER 

No sólo estaba confirmado que el ADN, y sólo el ADN, era la molécula portadora del mensaje genético, si bien en algunos virus lo era el ARN. También se conocía su estructura y quedaban planteadas las bases para conocer cómo era capaz de duplicarse generando dos moléculas exactas entre sí a partir de una molécula progenitora de la que, también, eran réplicas exactas. Como siempre en ciencia, se explicaban muchas cosas y se abrían las puertas a nuevos interrogantes, muchos de ellos aún sin resolver a día de hoy.

Como es lógico, tampoco faltaron los mentecatos que creyéndose árbitros del saber, se consideraban con la capacidad de juzgar, de modo despiadado, todo cuanto hay a su alrededor. Dijeron, rasgándose las vestiduras, que ya se empezaban a premiar estudios inútiles. Quedaron llenos de razón y tampoco nadie les dijo nada. Hay cosas que es mejor ignorarlas. Tenemos un refrán que dice que el mayor desprecio es no hacer aprecio y, como en otros casos, aquí también se cumplió.

El ADN traía su historia. Antes de conocer su existencia, ya se admitía que en el núcleo celular residían los vehículos de la herencia. La base de esta (fundada) suposición radicaba en los complejos procesos con los que se llevaba a cabo la división celular. No era un mero reparto de material, ni una escisión anárquica. Cuando se trataba de la división nuclear, se desencadenaba un proceso perfectamente secuenciado en fases definibles y reconocibles.

Con 24 años, sobre 1880, el químico y fisiólogo suizo F. Miescher, estudiando células del pus, encontró una substancia nuclear, rica en fosfato y que no era proteína. A esta substancia le llamó nucleína. Fue cuando se originó una disputa científica acerca de qué molécula era la portadora de la herencia, las proteínas o la nucleína, pues ambas están en el núcleo. Todos estaban de acuerdo en que la información genética debía estar molecularmente codificada en forma de secuencias muy específicas. Las proteínas, bien conocidas entonces y con veinte aminoácidos como componentes, eran consideradas las encargadas de esta función. El alto número de aminoácidos hacía suponer una tremenda posibilidad de secuencias diferentes que codificasen las múltiples informaciones biológicas hereditarias.

ESQUEMA DE LA SUPUESTA ESTRUCTURA
DEL TETRANUCLEÓTIDO

También en este caso, un error de análisis detuvo el avance en el conocimiento del papel biológico del ácido nucleico. Para eso, fue preciso derribar la barrera del error.

De la nucleína pronto se conoció su naturaleza ácida y sus componentes. También polímero, estaba formada por ácido fosfórico, desoxiribosa y cuatro tipos diferentes de bases nitrogenadas: Adenina, Guanina, Citosina y Timina. Mediciones erróneas de las cantidades molares de estas bases, indicaron que estaban presentes en las mismas proporciones, es decir, cada una representaba un 25% del total. Esto hizo pensar en un polímero largo, rígido, cuyo monómero estaría formado por un anillo con las cuatro bases, al que se llamó tetranucleótido. Tal como se le imaginaba, esta molécula era monótona y no ofrecía ninguna posibilidad de llevar ningún tipo de información hereditaria cifrada en una secuencia variable de la que, según se creía, carecía. La idea de entonces sobre la herencia era coherente con lo que se veía en los estudios. Los cromosomas estaban formados de ácido nucleico, como soporte estructural, y proteínas, como portadores del mensaje genético. El nombre de nucleína pronto fue sustituído por el de ácido desoxiribonuceico, simbolizado como ADN.

A pesar de este error, se hicieron muchos avances en el conocimiento de los procesos hereditarios, aunque empezaron a aparecer datos que hacían pensar que era el ácido nucleico el portador de la herencia y no la proteína.

CHARGAFF

Cuando se conocieron las técnicas cromatográficas, Chargaff sometió muestras de ácidos nucleicos a este examen. El resultado significó un avance en la historia del conocimiento. Encontró que, en el ADN, las concentraciones de bases no eran iguales entre sí, como hacía suponer la hipótesis del tetranucleótido. Por  otra parte, la concentración molar de Adenina era igual a la de Timina, y la de Guanina lo era a la de Citosina. Aunque estos valores variaban entre de unas especies a otras, eran iguales en el ADN procedente de diferentes células de un mismo individuo e, incluso, en células procedentes de individuos de la misma especie. Se tomó el valor que representa la concentración de Guanina + Citosina como un valor que definiese al ADN de cada especie. Se vio que, a grandes rasgos, estos valores solían ser más próximos en grupos también próximos evolutivamente.

Si había datos biológicos que hablaban de la posibilidad de que los ácidos nucleicos fuesen los transmisores de la herencia, a partir de los datos obtenidos por Chargaff no hubo inconveniente conceptual en admitirlo. Por otra parte, ya se sabía que los ácidos nucleicos están presentes en los núcleos de todos los seres vivos así como en bacterias y virus. Es decir, su presencia es universal y, con el tiempo, se supo que en todos los casos, tiene la misma estructura.

Lo importante del aporte de Chargaff fue abrir la posibilidad de imaginar una infinidad de secuencias diferentes formadas al combinarse secuencialmente las cuatro bases nitrogenadas, componentes específicos del ADN. Quedaba, como reto, un largo camino de estudio acerca de la naturaleza y estructura de estos ácidos.

Hablemos de la verdad en la ciencia

Me pregunta un amigo que cuándo sabremos en verdad lo que es un gen. Estoy por preguntarle que qué entiende él por verdad, pero no se merece esta respuesta cruel por mi parte. Me pregunta de buena fe, pero me obliga, de nuevo, a definirle la Ciencia, (y la Genética lo es), como una constante búsqueda de respuestas, cada vez más elaboradas, a las mismas preguntas. Hoy seguimos buscando respuestas a preguntas ya formuladas por Aristóteles y las diferentes respuestas dadas a lo largo del tiempo, indican los progresos conceptuales de la Ciencia. Nunca habrá respuestas absolutas, los conocimientos científicos siempre estarán en revisión y eso es una de sus características, y en eso también reside su poder.

CROMOSOMA EN PROFASE
CROMOMEROS Y CROMONEMA

En mi entrada anterior comenté cómo una nueva técnica de investigación permitió a dos científicos abrir nuevos caminos a la genética en su afán de interpretar la naturaleza desde su área de estudio. Han pasado 50 años desde entonces y se ha avanzado mucho en este estudio. ¿Causas? Hay mejores aparatos para investigar, hay más investigadores y, en general, hay más dinero para hacerlo. Hoy se definen opciones prioritarias de investigación, claro. Actualmente, dicha prioridad es el cáncer y todo lo relativo a esta enfermedad. Cuando el cáncer esté conocido, superado y controlado, el área prioritaria de estudio lo constituirán las enfermedades nerviosas degenerativas.

Mi amigo acierta al preguntarme por un concepto importante en genética. ¿Qué es un gen? Y no sabe que esta pregunta ha tenido múltiples respuestas, todas ellas acertadas, correspondientes a diferentes épocas, a diferentes fases del conocimiento. Creo que hubo un error cuando, al conocer el cromosoma en fases tempranas de la profase y verlo como un filamento (cromonema) con esferas (cromómero) situadas a lo largo de él, se le comparó con un rosario. De decir es “como un rosario”, se pasó a “es un rosario” y se dejaron de lado varios intentos explicativos. Lo que era tenido como ejemplo pasó a ser considerado estructura. Para muchos de la década de 1910, con Premio Nobel incluido, el gen venía a ser una bola maciza, vaya uno a saber de qué naturaleza e irrompible. Se conocía el ácido nucleico, pero no su estructura. Los hechos fueron modificando este concepto, siempre eficaz a los largo del tiempo.

OTRO EJEMPLO DE CROMOSOMA
COMO UN COLLAR

En biología, que es lo que conozco, no tenemos leyes que encierren nuestros conocimientos. Tenemos conceptos en constante revisión. Por eso, si los grandes maestros de otro tiempo, llegasen hoy a una clase nuestra, o abriesen un libro de texto, es muy posible que no entendiesen mucho de su contenido. Incluso de los temas en los que, entonces, ellos sobresalieron o contribuyeron a consolidar. La biología adelanta, claro, pero a cuenta de ir afianzando conceptos preexistentes y dejando obsoletos a otros, anteriores.

¿Es que el concepto de gen ya no vale? No es eso, faltaría más. Hablamos de gen como hablaron tantos otros desde hace 116 años. Pero cuando nosotros empleamos ese concepto, estamos pensando en algo muy diferente a lo que pensaron quienes redescubrieron los trabajos de Mendel en 1900. ¿El concepto actual es válido? Sí, lo es. Por eso lo utilizamos para estudiar y como arma para interpretar todo cuando se va encontrando relativo a sus cualidades.

Pero cuando todos esos descubrimientos no concuerden con la idea que hoy tenemos acerca del gen, dicha idea se adecuará a las nuevas cualidades que se le van encontrando. No es lícito hablar de conceptos falsos, nada de eso, pero sí de conceptos surgidos de unos conocimientos de una época. El incremento de conocimientos obliga a replantearse los conceptos preexistentes que, o bien se consolidan, o bien se modifican. Sea del modo que sea, la ciencia avanza gracias a esos procesos.

CULTIVOS EN LABORATORIO
DE LA MOSCA DE LA FRUTA

Tal vez para muchos todo esto sea algo sorprendente y rompedor. Muchos quieren relacionar ciencia con verdad inamovible, tal vez esperando que la verdad confiera más o menos seguridad. En este blog, nunca he hablado de la verdad. Más bien he definido la ciencia como un intento de explicar el entorno basándose en los conocimientos disponibles. Entre los fines de la ciencia está el de conocer el entorno, no el de conferir seguridad a sus seguidores. La ciencia no es ninguna religión.

Hay muchos científicos que no dan por cerrado ningún tema de estudio. Para ellos, siempre será conveniente seguir investigando los mismos temas a la luz de los nuevos adelantos técnicos. Ese método de revisar los conocimientos previos, permite consolidarlos o desecharlos, haciendo de este modo que el avance de conocimientos vaya siendo más seguro.

Hay un artículo que me gusta mucho y que recomiendo leer, pues aclara muchos puntos de esta postura que comento. Dejo aquí su título y, con él, su enlace:

LA CIENCIA NO BUSCA LA VERDAD

Reflexiones sobre el azar

+Laura Villoria me comenta que, al hablar de poblaciones pequeñas, me acerco más a ideas de M. Kimura que a las de Darwin. No le falta razón, pero ha tenido que hacerme reflexionar sobre eso. Llevo tantos años dándole la vuelta a las mismas cosas, que ya no soy capaz de reconocer su paternidad.

Kimura no es muy conocido para el gran público. Sólo Darwin, por el brutal comentario, falsamente atribuido a él, acerca de la supervivencia del más fuerte, permanece en el sentir popular propiciado por gente matona, inculta y satisfecha de sí. (Me gustaría saber cuántos españoles conocen el trabajo de Cajal, el que le hizo merecer el Premio Nobel).

VARIABILIDAD GENÉTICA ENZIMATICA.
CADA VERTICAL REPRESENTA
UN INDIVIDUO MUESTREADO

En la década de 1960, en genética, las ideas parecían estar consolidadas. Fue entonces cuando apareció una nueva técnica de análisis enzimático, electroforesis en gel, y dos investigadores, Hubby y Lewontin, la aplicaron a muestras de individuos procedentes de  muy diversas poblaciones naturales. Los resultados fueron espectaculares por lo inesperados. Había mucha variabilidad genética no visible en las poblaciones, mucha más de la explicable con los criterios de entonces.

Lo he dicho en otras entradas de este blog. La ciencia busca explicar el entorno con las herramientas de que dispone. Con estas explicaciones se construye un cuerpo doctrinal, nunca cerrado, con el que se pretende interpretar y responder a las preguntas que se vayan formulando. Para comprobar la veracidad de las hipótesis utilizadas, se vuelven a comprobar cuando se dispone de nuevos métodos de análisis.

Para comprobar las ideas genéticas imperantes, en 1966, se aplicaron las técnicas de la electroforesis a las poblaciones naturales. Las ideas anteriores sufrieron un tremendo revulsivo, a la vez que aparecieron nuevas preguntas por contestar, muchas de ellas aún en vías de resolución.

VEMOS UN GRAN VARIABILIDAD ENTRE LOS
INDIVIDUOS MUESTREADOS

Como apareció mucha variabilidad génica, es decir más de la esperada,  las preguntas giran alrededor de este dato. ¿Cómo surge esta variabilidad? Y más importante aún, ¿cómo se mantiene? Cómo aparece la variabilidad está claro que es por mutación, pero lo esperado sería que se perdiese al poco de aparecer. No obstante, hay mucha en las poblaciones naturales. ¿Cómo se mantiene? Es decir, cómo es que la selección natural no va eliminando, a la velocidad que sea, toda la variabilidad que no genere mayor adaptación a sus portadores.

Porque, y hay que tenerlo en cuenta, mucha variabilidad requiere poblaciones grandes, pero en la naturaleza las poblaciones no lo son. Más bien, tienen tamaños limitados. En una bandada de aves, en un pequeño bosque o en una colonia de celentéreos, es donde se llevan a cabo los procesos evolutivos que he comentado en mas de una ocasión. Y no tienen grandes tamaños. Para comprender lo que ocurría, se estudiaron diversos procesos biológicos y aparecieron casos de selección explicables mediante las teorías de Darwin, pero aplicados a casos concretos, como la selección estacional, la dependiente de frecuencias, la gamética, etc. etc.

Aquí había un fallo conceptual, grande. Nadie quería abandonar la idea de la selección darwiniana, el pensar que cada gen, a su modo, contribuye al valor selectivo de su portador. ¿Sumando o multiplicando? Es imposible que todos los genes actúen por igual, pues los letales, por ejemplo, tendrían un efecto enmascarador de los demás, matando a su portador.

Es en esta situación de la contribución de los diferentes genes al valor de un individuo frente a la selección, cuando Kimura propone que, al igual que la contribución de los genes a ese valor es variable, tambien los puede haber con valor 0, es decir, que sean neutros ante la selección. Así, unos serán beneficiados, otros rechazados y otros, la mayoría, serán neutros ante la selección. Esto explicaría la gran cantidad de variabilidad encontrada, y cuya explicación resultaba muy difícil desde un punto de vista adaptativo. Simplemente, porque al ser neutros, la selección no los “ve”.

Me gustan mucho estas ideas, pues a veces vamos más allá de lo que nos dicen nuestros estudios. Por ejemplo, a veces queremos saber qué ve la selección natural, y no nos damos cuenta de que es una tendencia sin mayor trascendencia a corto plazo. Que depende mucho de las condiciones ambientales y que de ese modo, sus individuos seleccionados pueden ser muy diferentes a lo largo de las generaciones. A veces he oído decir “lo que tendría que ocurrir…” y me he reído, porque parece que haya quienes quieran darle la vuelta a las cosas. Nosotros estudiamos la naturaleza, no tenemos que indicarle lo que debe hacer.

Una cosas derivada de todo esto es que (pensábamos) los gametos formadores de una generación, lo eran gracias a haber sido favorecidos por diversos aspectos de la selección. ¿Y si eran neutros, si la selección no los veía? Entonces entraba en escena el azar.

No todos los genes son selectivos ni todos son neutros. Desconozco cómo se integra el valor de cada gen en el valor general del gameto, pero algo de esto hay.

Antes de Kimura, las poblaciones genéticas se definían como “conjunto infinito de individuos…” Luego, con los pies más en el suelo, tal vez comprendiendo que no existe una población de tamaño infinito, se define como “conjunto de individuos que se cruzan entre si…” Ese es el objeto de la evolución, la población que de mayor o menor tamaño, siempre en pequeña en términos genéticos, y sujeta a diversos efectos selectivos, Pero también al azar.

Un error conceptual evidente (las poblaciones son infinitas…) que no supimos ver hasta pasado mucho tiempo. Con frecuencia me pregunto con cuántos errores conceptuales de este tipo estaremos trabajando. El aceptar la idea de Kimura, suponía para muchos una especie de rechazo a Darwin, por eso tardó tanto en serlo. En aquel tiempo yo hacía mi tesis doctoral. Desde entonces, he visto que a las personas mayores les cuesta adoptar ideas nuevas, tal vez pensando traicionar a antiguos maestros. No lo sé. Creo que no participo de ese modo de pensar.

Gracias  +Laura Villoria, por hacerme reflexionar sobre esto.

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Sólo sé...

Me pregunta un amigo que qué habría ocurrido si los dinosaurios aun anduviesen por aquí. Que cómo sería, en ese caso, el actual mundo de seres vivos y qué papel jugaríamos los humanos dentro de tal escenario, en caso de existir como tales

Nunca me ha gustado aventurar acerca de las consecuencias actuales de posibles hechos ocurridos en el pasado. Lo que se viene en llamar futurible. Y nunca me ha gustado porque tengo una mentalidad muy basada en los hechos comprobados para, sobre ellos, ir desarrollando mis ideas. En todo caso, imaginar hechos posibles comparándolos con otros actuales contrastados de modo experimental. Nunca se me ha dado por fantasear y utilizar las fantasías como posibles herramientas de trabajo.

EL ESTUDIO DE FÓSILES ENSEÑA MUCHO

Me defino como un escéptico que cree que lo que sabemos es muy poco en comparación con lo que ignoramos. Por eso, siempre estamos revisando lo que damos por sabido. Con el cuerpo de conocimientos que poseemos, intentamos explicar el entorno sin dogmatismos de ningún tipo. Y cuando esa suma de conocimientos aumenta (por descubrimientos de nuevos datos, por aparición de una nueva técnica de estudios o por lo que sea), revisamos lo anterior por ver si se mantiene como cierto a la nueva luz del proceso investigador. Eso explica que siempre estudiemos la estructura del cromosoma, por ejemplo, o la de los flajelos, o los procesos de la división celular. Cuando hacemos eso, algunos conocimientos previos tenidos como ciertos, se desmoronan, mientras otros se afianzan. Cuidado, digo “afianzan”, no que alcancen la categoría de dogmas. Simplemente, son conocimientos que siguen superando nuevos métodos de revisión. Conforme las hipótesis superan más y más pruebas, se van consolidando como posiblemente ciertas. Cuidado de nuevo, digo "posiblemente".

LAS ELECTROFORESIS EN GEL APORTARON MUCHOS
CONOCIMIENTOS A LA BIOLOGÍA DE POBLACIONES

Dinosaurios, me preguntas, amigo, sobre dinosaurios. Hermosos temas productivos para un mundo infantil que se adentra en el consumo feroz. Películas (no he visto ni una), enciclopedias por fascículos, colecciones de figuras, niños que saben sus nombres científicos, parques temáticos metas de excursiones, museos. No me opongo a ese deseo de saber sobre esos seres enigmáticos que, es posible, fueron los mayores animales que ha habido en la tierra. Pero detrás de todo eso hay un comercio tremendo y una búsqueda indisimulada de mercado.

También es cierto que un gran amigo mío, biólogo, cuando era niño se conmovió tanto en una película sobre dinosaurios, que estudió Biología por acercarse a ellos desde la ciencia. Hoy está a punto de leer su Tesis Doctoral sobre ellos.

LA SECUENCIACIÓN DE ADN PERMITE ESTUDIOS GENETICOS
A NIVEL MOLECULAR

¿Que qué hubiera ocurrido si no se hubiesen extinguido? Pues yo qué sé. Cuando ocurrió tal extinción masiva, quedaron muchos hábitats disponibles que rápidamente ocuparon los incipientes mamíferos. Digamos que fue como un proceso de substitución por parte de grupos zoológicos.

Hoy se supone que las actuales aves son descendientes evolutivos de los dinosaurios. A este tipo de extinción se le conoce como “extinción filética”, que ocurre cuando un grupo como tal desaparece, dando lugar a otro muy diferente al originario, pero al que transmite toda su historia evolutiva previa.

Otra cosa es la extinción, sin adjetivo. Ocurre cuando un grupo desaparece sin dejar descendencia entre los seres vivos. Muchas veces, a este tipo de extinción se le considera un fracaso evolutivo, que no es el caso de la extinción filética.

ESQUEMA DE LA ESTRUCTURA DE UN
CROMOSOMA