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El libro de recetas de la vida

En la serie #quitalelacoronaalvirus, nos hemos marcado el objetivo de repasar conceptos de biología básicos que nos ayuden a entender qué está pasando con la crisis actual del COVID-19.

En el vídeo anterior,  Quítale la corona al virus, vimos como un virus, no está “esencialmente vivo” sino que necesita una célula para poder reproducirse. En este vídeo repasamos cómo es posible que una célula sea capaz de “leer” las instrucciones del virus. Esto es posible básicamente porque están escritos en el mismo idioma. De hecho, el lenguaje en el que se escribe la vida es universal para todos los seres vivos del planeta y se escribe, tan solo, con cuatro letras. Lo repasamos en este vídeo y al final del post, vamos a ampliar un poco más esta información.

Queremos dar las gracias a los científicos que  ayudado a revisar este vídeo: Dra. Maria Luisa Cayuela Fuentes investigadora del Hospital Virgen de la Arrixaca de Murcia- IMIG; Dra. Ana Carrillo Redondo;  Dra. Marta Casado Pinna, científica titular,  Instituto de Biomedicina de Valencia (CSIC); Dra. Patricia Quintas Pérez, científica marina y divulgadora científica, Centro Oceanográfico de Vigo;  Dra. Carolina Peña Martín,  profesora de Ciencias Ambientales de la Universidad de Alicante; Dra. Elena Vecino Cordero, catedrática de Biología celular e Histología, Universidad Pais Vasco; Dr. Estanislao Nistal Villán, Virólogo, Universidad Ceu San-Pablo de Madrid; Dr. Jordi Cano Ochando, científico titular, inmunólogo, Instituto de Salud Carlos III y Dr. Adolfo García-Sastre, Director Global Health and emerging pathogens Institute. Mount Sinai. Nueva York.

Si eres científico y te gustaría colaborar con nosotros, contáctanos en el siguiente formulario.

Y por supuesto a tod@s nuestr@s pequeñ@s artistas por todos los dibujos que nos habéis hecho llegar. Míra el vídeo atentamente y busca tus dibujos  y  quédate hasta el final;)

 

En el próximo vídeo vamos a aproximarnos a lo que se sabe sobre el origen del coronavirus que nos preocupa tanto, el SARS-CoV-2 y su relación con otros animales. Así que os pedimos especialmente dibujos de animales para ello. Podéis adjuntarlos a nuestro Padlet, dándole al botón + de la columna de animales.

Hecho con Padlet

 

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Sobre material genético, transcripción y traducción. Información avanzada para los que quieren saber más.

 

1. Cómo almacenamos la información genética

En cada una de nuestras células tenemos una biblioteca completa con las instrucciones de cómo fabricarnos a nosotros mismos.

La información está escrita solamente con 4 letras, que son las iniciales de unas bases nitrogenadas que se llaman Adenina, Timina, Citosina y Guanina. Éstas forman parte de unas subunidades, los nucleótidos, que constituyen el ADN. Cada nucleótido está formado por un azúcar, la desoxirribosa en el caso del ADN, un grupo fosfato y una base nitrogenada. La Adenina es complementaria a la Timina y se une a ella y la Citosina es complementaria a la Guanina y también se une a ella. La molécula de ADN tiene forma de doble cadena. Cada una de estas cadenas es complementaria a la otra y tiene enfrente a su nucleótido complementario. Tridimensionalmente, la cadena de ADN tiene forma de doble hélice.

De esta manera, se forman cadenas larguísimas. El ADN humano tiene 3200 millones de letras. Este libro “nos lo leímos” con el proyecto Genoma Humano. En julio de 2016 se completó la secuencia de nuestro genoma. Otra cosa muy distinta es saber todo lo que “significa” ese libro. Para ello es necesaria mucha investigación básica, que nos haga comprender qué quiere decir. Saberlo es importante porque en ello está la clave de luchar contra un montón de enfermedades. La modificación genética de animales de laboratorio como los ratones o peces, es una herramienta muy útil para ayudarnos a entender el significado de nuestros genes.

Esta molécula es tan larga, que para caber en el núcleo de una célula diminuta se tiene que empaquetar muchísimo. El ADN se enrolla sobre unas proteínas llamadas histonas formando complejas estructuras que se visualizan bien en este vídeo:

Finalmente, todo nuestro ADN se agrupa en unas estructuras llamadas cromosomas. Cada especie tiene un número característico de cromosomas: el ser humano tiene en cada célula 23 pares de cromosomas (46 cromosomas en total), 22 pares que llamamos autosómicos y 1 par sexual, que determina el sexo del individuo.

2. La transcripción

Cuando la célula tiene que ponerse a fabricar, tiene lugar lo que llamamos TRANSCRIPCIÓN. Este es un proceso por el cual tomando el ADN como molde se sintetiza otra molécula llamada ARN. En este proceso se copia un fragmento de ADN, conocido con el nombre de GEN, que tiene información para producir una proteína. Esta copia la efectúa una enzima llamada ARN polimerasa, que se une a la doble cadena, la desenrolla y la replica en la dirección 3´-5´ y produce una molécula llamada ARN mensajero. El ARN se parece mucho al ADN, excepto en que es de cadena única, el azúcar es la ribosa (esencialmente igual que la desoxirribosa pero con un grupo OH, como si llevara un pendiente), y en que las letras utilizadas son las mismas que en el ADN, excepto la timina que se sustituye por el uracilo.

3. La traducción

El ARN mensajero viaja al citoplasma de la célula y allí se lee, en un proceso llamado TRADUCCIÓN. En éste un orgánulo celular llamado RIBOSOMA se encarga de traducir este lenguaje escrito con nucleótidos a proteínas. Las proteínas son moléculas complejas formadas por unas subunidades llamadas aminoácidos. Para traducir el lenguaje del ARN a proteínas, se van añadiendo aminoácidos siguiendo el orden que marcan los nucleótidos. Cada secuencia de 3 nucleótidos, codón, se corresponde con un aminoácido. El código genético es el conjunto de reglas que determinan qué aminoácido corresponde a cada codón. De esta manera, uniendo aminoácido tras aminoácido, se “fabrican” las proteínas. En este vídeo lo podemos ver gráficamente:


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4. El material genético de los virus

El material genético de un virus puede ser de ADN o ARN. Los coronavirus son virus cuyo material genético es el ARN. Por otro lado, los virus tienen diferentes modos de replicación. En el caso del coronavirus, a grandes rasgos éste inicia su replicación cuando al entrar en la célula y dejar atrás su envoltura libera el ARN viral al citoplasma y la célula comienza a traducirlo directamente. Lo que ocurre es que la célula hospedadora lo reconoce equivocadamente como ARN mensajero propio y sus ribosomas lo procesan para elaborar proteínas del virus. Luego, las proteínas del virus se empaquetan y se expulsan de la célula. Es decir, las copias del virus recién formadas en una misma célula están listas para salir e infectar nuevas células dentro del organismo.

Fuera de la célula, un virus en una superficie inerte, no puede reproducirse y necesita de la maquinaria celular, pero sí puede mantenerse infectivo, por lo que se deben extremar las medidas de higiene. Visita este enlace para saber más sobre ésto: la persistencia ambiental del virus SARS-Cov2 en diversos materiales y su susceptibilidad a desinfectantes.

El ARN de este virus también nos lo hemos leído. En el próximo vídeo hablaremos de qué nos ha enseñado su lectura sobre su posible origen.

 

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