lunes, 26 de noviembre de 2018

¿De dónde recibió la información genética el primer ser vivo de la Tierra?

Entre los científicos que se dedican a estudiar el origen de la vida hay un gran consenso sobre que el primer material genético probablemente fue el ARN

Cadena de ADN.
Cadena de ADN. PIXABAY
Es importante empezar diciendo que lo que voy a responder es en parte especulación porque, aunque hay muchas evidencias que indican que pudo ser así, no podemos tener una certeza total sobre cómo fue el camino recorrido por la vida en épocas tan remotas como hace 3.850 millones de años. Y lo que está claro es que no podemos volver a ese momento para ver qué sucedió realmente.
A pesar de ello, entre los científicos que se dedican a estudiar el origen de la vida hay un gran consenso sobre que el primer material genético no pudo ser el ADN (ácido desoxirribonucleico), sino que probablemente fue el ARN (ácido ribonucleico). Para entender por qué se ha llegado a esa conclusión debes conocer la forma en que funciona la vida actual. El ADN guarda la información hereditaria, es decir, las instrucciones sobre cómo es cada ser vivo, cuáles son sus capacidades y qué es lo que le distingue del resto. Con esta información la célula va a dirigir la formación de otras moléculas, las proteínas, que harán funcionar el organismo gracias a su capacidad para formar estructuras y facilitar las reacciones propias de la vida. Esto, que dicho así parece muy simple, requiere, sin embargo, mecanismos muy sofisticados para pasar de la molécula que almacena la información, el ADN, a las moléculas que la ejecutan, las proteínas. Y estos mecanismos no pudieron aparecer de repente, sino que son propios de un estado en el que la vida tendría que haber llegado ya a un alto nivel de complejidad.

El problema alcanza grado de paradoja cuando vemos que los procesos que tienen lugar para pasar desde el ADN a las proteínas necesitan la intervención de otras proteínas, las cuales para ser sintetizadas requieren también información contenida en el ADN. Se plantea algo similar a la adivinanza que nos contaban de niños: ¿Qué fue antes, el huevo o la gallina? En este caso, ¿qué fue antes el ADN o las proteínas? La solución parece estar en otra molécula, el ARN, que tiene las dos capacidades: almacenar información basada en el orden en que se disponen los nucleótidos que lo componen (como hace el ADN) y capacidad catalítica, similar a la de las proteínas. Ya el solo hecho de que el ADN esté en el núcleo y el ARN sea la molécula que va al ribosoma, la estructura donde va a ser “leído” para dirigir la síntesis de proteínas, nos dice mucho.
Respecto a la capacidad del ARN para almacenar información tenemos dos ejemplos actuales en los que esto sucede así. Son los viroides y los virus de ARN. Los viroides son agentes infecciosos de plantas que están compuestos solo por ARN que, sorprendentemente, no codifica para proteínas. Es decir, es la propia molécula de ARN la que es capaz de llevar a cabo todo el proceso infeccioso en la planta. En los virus de ARN, como su propio nombre indica, la molécula que almacena la información genética es precisamente el ARN, aunque en este caso sí contiene información para dar lugar a la síntesis de las proteínas virales.
Se plantea algo similar a la adivinanza que nos contaban de niños: ¿Qué fue antes, el huevo o la gallina? En este caso, ¿qué fue antes el ADN o las proteínas?
La otra capacidad del ARN, la de catalizar reacciones, es posible gracias a que el ARN no forma cadenas dobles en forma de doble hélice como sucede en el ADN, sino que permanece como cadena sencilla que se pliega espacialmente en forma de estructuras tridimensionales que maximizan su estabilidad. Bien, pues en estas estructuras tridimensionales pueden generarse centros específicos donde se aproximen moléculas de sustrato y reaccionen entre ellas. Así, de un modo similar a como lo hacen las proteínas, las moléculas de ARN pueden catalizar reacciones. Todo esto nos hace pensar que la primera información genética, o lo que es lo mismo, las primeras moléculas capaces de iniciar un proceso de evolución darwiniana para dar lugar a la vida actual estaban formadas por ARN.
En cualquier caso yo no creo que en esa Tierra primitiva hubiera solo moléculas de ARN. Seguramente había una mezcla muy compleja de moléculas de ARN que estaban llevando a cabo estos procesos catalíticos y este almacenamiento de información, pero por otro lado también habría pequeños péptidos que podrían ayudar en la copia de ese ARN. Porque uno de los problemas no resueltos es cómo era la copia de esas moléculas informativas, ya que de momento no se ha conseguido aislar ninguna ribozima capaz de catalizar su propia replicación. Si pensamos en el origen de la vida, la imagen que puede venirnos a la cabeza es la de un charco de agua sucia conteniendo moléculas de lípidos que comenzarían a formar las membranas primitivas, superficies del tipo de las arcillas que ayudarían al ensamblaje de moléculas complejas y, como hemos dicho, una mezcla de moléculas que de forma conjunta favorecieran la emergencia de sistemas capaces de almacenar información y realizar un metabolismo primitivo.
Ester Lázaro es investigadora científica. Experta en Evolución. Centro de A

Así manda una de las pocas hembras dominantes del mundo animal

Las hienas no vencen porque tengan mayor fuerza física, sino por la capacidad para construir coaliciones más numerosas

Dos hienas se aproximan a un tercer ejemplar, en actitud amenazante.
Dos hienas se aproximan a un tercer ejemplar, en actitud amenazante. OLIVER HOENER / LEIBNIZ-IZW
Los humanos tenemos una especial sensibilidad para las jerarquías y, por muy opresivas que nos resulten, solemos ser reticentes a hacer algo para revertirlas. Esa intuición, que se puede atribuir al trabajo de las élites para convencer a los subordinados de que asuman su papel de gregarios, también está presente en otros animales que saben que un orden bien establecido reduce la violencia en el grupo. Salvo en situaciones puntuales de crisis, en muchas especies que viven en sociedad, los que mandan suelen imponer su ley sin necesidad de utilizar la fuerza.
Uno de estos animales son las hienas que, además, son uno de los pocos casos entre los mamíferos en los que las hembras ocupan la cima del escalafón. Hasta hace poco, se atribuía la preeminencia de este sexo a sus características masculinas. Su tamaño es igual o mayor que el de los machos y hasta su clítoris podría confundirse con un pene. Sin embargo, parece que la fuerza no es la característica determinante para alcanzar el dominio en esta especie.
Cuando hay una pelea por la hegemonía, es habitual que se mate a las crías del grupo rival
En un artículo publicado esta semana en la revista Nature Ecology & Evolution, un equipo internacional de científicos explica cómo estudió los enfrentamientos entre 748 hienas a lo largo de 21 años en el cráter del Ngorongoro, en Tanzania. Después de separar los efectos de diversos rasgos en el resultado de los enfrentamientos, concluyeron que, cuando dos individuos pelean, el número de aliados con que cada uno de los contendientes cuenta dentro del grupo es el factor decisivo en la victoria. La hiena que más apoyos tiene vence en más de un 80% de sus enfrentamientos y esto sucede sin necesidad de que sus aliados participen directamente en el conflicto.
El dominio femenino de los grupos se debe a que en esta especie son los machos los que suelen abandonar su grupo para reproducirse. Las hembras permanecen en el clan donde nacieron y los machos entran en la nueva tribu en la parte inferior del escalafón. “En los bonobos, por ejemplo, las coaliciones suelen consistir en hembras solas contra machos, pero en otras especies, como las hienas moteadas o los babuinos, las coaliciones pueden estar conformadas por ambos sexos”, explica Oliver Höner, autor principal del estudio y jefe del Proyecto de Hiena Ngorongoro del Instituto Leibniz para la Investigación de Zoológicos y Vida Silvestre, en Berlín, Alemania. “Entre las hienas, los individuos con relaciones familiares estrechas se apoyarán entre ellos independientemente del sexo y los miembros de un clan se ayudarán contra los de otro clan, independientemente del sexo”, continúa. “En hienas, las coaliciones entre hembras podrían ser ligeramente más comunes que las mixtas o las de machos, solo porque habitualmente los machos abandonan su grupo natal en algún momento de su vida. Cuando entran en la nueva jerarquía, lo hacen desde lo más bajo y los individuos de rango inferior tienen menos amigos y reciben menos apoyos de otros miembros en su nuevo grupo”, concluye.
Otro aspecto interesante sobre el afianzamiento de las jerarquías es que, una vez establecidas, los individuos de más alto rango tienen más descendientes y los lazos de sangre son los más fuertes cuando se busca apoyo en una reyerta. Por eso, cuando la habitual estabilidad de poder en un grupo de hienas se ve sacudida por un golpe violento, no solo la hembra alfa se convierte en objetivo de la familia contendiente. En muchos casos, las crías también son aniquiladas para reducir el tamaño de una futura coalición de la madre. En algunas luchas menos cruentas, los pequeños son adoptados por los ganadores y se incorporan a su clan.
El control de la familia es clave para las pocas especies de mamíferos dominadas por hembras. Un caso extremo es el de los suricatos, una especie en la que una hembra monopoliza las labores reproductivas y suele reinar sobre un grupo en el que pare al 90% de los cachorros. Si otra hembra se atreve a reproducirse, la jefa del clan y sus secuaces asesinarán a los recién nacidos para mantener su dominio. Aunque el padre de casi todas las crías legítimas es un solo macho, su papel es completamente subordinado. Si la jefa le retira su apoyo, el rey será derrocado rápidamente por algún otro macho del grupo.
Casos como estos, o como los de los bonobos, nuestros parientes animales más cercanos junto a los chimpancés, se pueden tratar de utilizar para justificar ideas sobre cómo debe ser la sociedad. Los bonobos, en los que mandan las hembras y la violencia parece rara, se han utilizado para intentar justificar que nuestra naturaleza, sin la mácula de la civilización, puede ser feminista y pacífica. Sin embargo, como saben los científicos que conocen la historia de la primatología, lo que hoy sabemos sobre una especie puede quedar refutado mañana por nuevas observaciones.

miércoles, 21 de noviembre de 2018

¿Hay que elegir entre más hidratos o más grasas para comer bien?

Una revisión de investigaciones sobre nutrición busca consensos ante controversias sobre recomendaciones dietéticas

Lo importante no es la distribución de los hidratos o las grasas sino que sean de buena calidad
Lo importante no es la distribución de los hidratos o las grasas sino que sean de buena calidad MAARTEN VAN DEN HEUVEL
En 1977, un comité del Senado de EE. UU. elaboró un informe en el que se recomendaba reducir el consumo de grasas saturadas, elevar la ingesta de hidratos de carbono y reducir la cantidad de calorías consumida. Aunque ya entonces la Asociación Médica Estadounidense advirtió de la falta de pruebas que apoyasen estas recomendaciones universales, el documento marcó la tendencia de los consejos nutricionales durante los años siguientes. En 1991, el Departamento de Salud y Servicios Humanos llegó a pedir a la industria alimentaria la introducción de nuevos productos procesados con contenidos reducidos de grasas y grasas saturadas.
El plan del Gobierno tuvo éxito convenciendo a los ciudadanos de que siguiesen sus recomendaciones, pero el porcentaje de individuos con diabetes y obesidad creció sin parar en el país llegando a provocar recientemente una reducción en la esperanza de vida inédita en EE UU desde la epidemia de gripe de 1918.
Para personas con diabetes, una dieta baja en hidratos y alta en grasas puede ser beneficiosa
El debate sobre el peso que las grasas y los hidratos deben tener en la dieta ha continuado durante décadas. Uno de sus últimos hitos ha sido la publicación en la revista The Lancet, en 2017, del estudio PURE (Prospective Urban Rural Epidemiology), un trabajo en el que se preguntó a 135.335 personas de 18 países sobre sus hábitos alimenticios para agruparlos según la cantidad de carbohidratos, grasas y proteínas que consumían. Después de seguirles durante siete años, observaron que los que tomaban más grasa (el 35% de sus calorías diarias) tenían un 23% menos de probabilidades de haber muerto en el periodo del estudio que los que solo obtenían de las grasas el 10% de sus calorías diarias. Por el contrario, los que obtenían la mayor cantidad de energía de los hidratos (el 77% de las calorías diarias) tenían un 28% más de probabilidades de haber muerto que los que solo cubrian con ellos el 46% de las calorías diarias. Las conclusiones sugerían que si se quiere vivir más es probable que sea mejor incrementar el consumo de grasa y reducir el de hidratos de carbono.
Sin embargo, como sucede con muchos estudios sobre nutrición, interpretar los datos era complicado. Algunas de las críticas al trabajo sugerían que los resultados que asociaban la mortalidad con el elevado consumo de hidratos se puede deber a que en muchos de los países estudiados es la dieta que siguen los pobres y sería difícil saber si no son otros efectos de la pobreza además de los hidratos los responsables de su muerte prematura.
Para tratar de poner paz entre tanta controversia, varios investigadores entre los más prestigiosos de su campo han publicado esta semana un artículo en la revista Science en el que tratan de buscar puntos de consenso sobre qué es un consumo adecuado de grasas e hidratos. Pese a que tienen numerosas discrepancias, están de acuerdo en que lo importante, más que los porcentajes de grasas o hidratos que se consuman, es la calidad de estos nutrientes. Para la mayor parte de la gente, se podría combinar el consumo de hidratos como los cereales integrales o la fruta con las grasas sanas procedentes de frutos secos o aguacates sin tener que preocuparse por los porcentajes de cada tipo de comida. Eso sí, habría que cuidarse de los hidratos procedentes de las harinas refinadas con las que se elabora el pan o algunos tipos de pasta o de las grasas saturadas de algunos tipos de carne y de las grasas trans, las más peligrosas, incluidas en algunos alimentos procesados.
Los autores también hablan de que determinados tipos de dieta pueden ser mejores para grupos con características particulares. Para las personas con diabetes tipo 2 y resistentes a la insulina, que tienen dificultades para utilizar los carbohidratos que consumen, una dieta con mayor porcentaje de grasas puede ser beneficiosa.
En un segundo artículo publicado en Science, se exploran también los efectos beneficiosos para la salud que puede tener el ayuno y la restricción calórica en general. Aunque la mayor parte de estos trabajos se basan en modelos animales hay indicios de que puede resultar beneficioso para la salud. Miguel Ángel Martínez-González, epidemiólogo experto en nutrición de la Universidad de Navarra y autor del libro Salud a ciencia cierta (Ed. Planeta), reconoce lo difícil que es probar este tipo de dietas restrictivas en humanos a largo plazo, pero considera que “está claro que comemos en exceso”. “Tenemos que comer menos, pero nada en nuestra sociedad invita a la moderación”, señala.
Los autores del primer estudio, liderados por David Ludwig, del Boston Children’s Hospital (EE UU), reconocen también la dificultad de resolver muchas controversias sobre nutrición por la complejidad del problema y porque no se le ha dedicado un esfuerzo suficiente. “Actualmente, EE UU invierte una fracción de un céntimo en investigación en nutrición por cada dolar que se gasta en el tratamiento de enfermedades crónicas relacionadas con la dieta”, afirma.
Martínez-González cree también que para mejorar los resultados de las medidas contra la obesidad y las enfermedades relacionadas será necesario lograr cierta independencia de la industria de la alimentación. “Veo una presencia continuada de la industria alimentaria, que vende productos que son insanos, en los órganos del Gobierno que deberían controlar esos productos”, afirma. “Eso hace que muchas veces las medidas de control queden aguadas y no se priorice la salud pública”, remacha. En este sentido, considera importantes estudios como Predimed Plus, que con financiación pública del Instituto de Salud Carlos III e independiente de la industria, está siguiendo a más de 7.000 participantes de toda España para analizar, por ejemplo, si una dieta muy baja en hidratos y alta en grasa puede combatir la diabetes.
Los responsables del trabajo de Science concluyen que, además de averiguar con precisión qué dietas pueden funcionar mejor en cada caso, será necesario observar si es posible que un individuo siga a largo plazo una dieta prescrita si su entorno no lo facilita. Martínez-González cree que para mejorar los resultados será necesario un movimiento en dos direcciones. Por un lado, medidas estructurales, como limitar los tamaños gigantes en los restaurantes y proporcionar agua del grifo gratis o poner impuestos a las bebidas azucaradas con un movimiento social de concienciación para que los individuos actúen con responsabilidad.

¿Estamos preparados para la gran pandemia?

La gripe aviar solo está a unas cuantas mutaciones de distancia de convertirse en la epidemia más larga y peligrosa que ha vivido nuestro planeta

 30 OCT 2018 - 17:42 CET

¿Estamos preparados para la gran pandemia?
El mundo podría estar viviendo una de las primeras escenas de una película de desastres. La gripe aviar provoca grandes problemas económicos a granjeros de todo el mundo y solo está a unas cuantas mutaciones de distancia de convertirse en la pandemia más larga y peligrosa que ha vivido nuestro planeta. El galardonado periodista Simon Parkin investiga el pasado, presente y futuro de esta amenaza para la humanidad, hablando con los epidemiólogos que están realizando las más innovadoras investigaciones, los granjeros que están en primera línea del problema y los políticos que tratan de atajarlo incluso aunque sufran crecientes recortes de presupuesto. Materia publica en español esta serie de cinco reportajesoriginales de How We Get Next, como parte de la red Difussion Network.

1. INICIO

¿Estamos preparados para la gran pandemia?
EL BROTE DE GRIPE AVIAR EN HONG KONG, 1997
En abril de 1997, un niño de tres años llamado Lam Hoi-ka llegó a la escuela y descubrió que su clase había sido tomada por un grupo de visitantes inesperados. Era una escena que se repetía en escuelas primarias de todo el mundo: un cacareo de polluelos apiñados como pequeñas bolas de pelusa bajo una lámpara de calor. A medida que se llamaba a los niños por su nombre, cogían y acunaban a los pájaros. Luego, de uno en uno, los polluelos empezaron a morir.

2. PREMONICIÓN

¿Estamos preparados para la gran pandemia?
CÓMO LA GRIPE AVIAR DIO FORMA A LA GRAN GUERRA
Era la primavera de 1918 y los campos de batalla a lo largo de la frontera entre Francia y Bélgica estaban repletos de cadáveres. A estos hombres no los habían derribado proyectiles o balas. Su atacante era un azote invisible, un atacante que vivía en los ríos de lodo, sangre y orina que goteaban de las trincheras, un atacante que flotaba en el aire.

3. AVES EN MARCHA

¿Estamos preparados para la gran pandemia?
EL REGRESO DE LA GRIPE AVIAR
El 4 de febrero de 2003, una niña de ocho años que estaba de viaje con su familia por la provincia china de Fujian enfermó repentinamente y murió. Mientras se investigaba su muerte tres días después, el padre de la niña, de 33 años, desarrolló problemas respiratorios. El 11 de febrero ingresó en el hospital con una neumonía aguda. Murió seis días después. Durante la autopsia, los médicos encontraron rastros del virus H5N1 en su cadáver.

4. EVOLUCIÓN

¿Estamos preparados para la gran pandemia?
CÓMO UN VIRUS SE CONVIERTE EN AMENAZA
En 2011, Ron Fouchier cogió una pipeta con una mano, un hurón con la otra y echó unas gotas de líquido en el tembloroso hocico de la criatura. Este era un procedimiento rutinario para Fouchier, uno de los principales virólogos del Centro Médico Erasmus de Rotterdam. Sin embargo, mientras apretaba la pipeta, no podía anticipar las consecuencias de sus acciones.

5. BROTE

¿Estamos preparados para la gran pandemia?
NUESTRA PRÓXIMA PANDEMIA GLOBAL
Si un corredor de apuestas tuviera que estimar las probabilidades sobre qué evento apocalíptico es más probable que elimine la raza humana, una pandemia tendría más probabilidades que cualquier ataque nuclear, alzamiento de robots o asteroide. 
EL REPORTAJE SE PUBLICARÁ EL 27 DE NOVIEMBRE