revista de bioquímica online - Pontificia Universidad Católica de

revista de bioquímica online - Pontificia Universidad Católica de

–
N°9 Mayo-Junio 2004
• REVISTA DE BIOQUÍMICA ONLINE
ƒ
DE CÓMO LA FUNCIÓN MUSCULAR REGULA LA EXPRESIÓN DE GENES EN LA
CÉLULA.
Enrique Jaimovich. U. de Chile
•
PIONEROS DE LA BIOQUÍMICA
Matrimonio Gerty y Carl Cori.
•
CIENCIA AL DIA
• Se crea un 'chip' con todo el genoma de una bacteria.
• Crisis energetica en Chile
• Potenciando la tolerancia a la salinidad en Plantas.
• Srta. Kaguya: ¿Serán prescindibles los hombres?
•
: TECNICA DE UN BIOQUÍMICO
ƒ Western Blot
•
BIOQUIMICA PATOLOGICA
ƒ Enfermedad alzheimer segunda parte.
3 CARTA DEL DIRECTOR
4-12 CIENCIA AL DIA
ƒ SE CREA UN 'CHIP' CON TODO EL GENOMA
DE UNA BACTERIA.
ƒ CRISIS ENERGETICA EN CHILE.
ƒ POTENCIANDO LA TOLERANCIA A LA
SALINIDAD EN PLANTAS.
ƒ SRTA. KAGUYA: ¿SERÁN PRESCINDIBLES
LOS HOMBRES?
13-14 CIENCIA EN CHILE.
ƒ DE CÓMO LA FUNCIÓN MUSCULAR
REGULA LA EXPRESIÓN DE
GENES EN LA CÉLULA.
Enrique Jaimovich. U. de Chile
24 TRIBUNA DEL PROFESOR
ƒ ROMANCE DE UN SUSTRATO.
Pedro valencia Araya.
Bioquimico. PUCV
25 TRIBUNA DEL ESTUDIANTE
ƒ LEONARDO PARRA
Breve de Arte. Promoción 2002.
ƒ ANÓNIMO
Primer Año 2004.
25 AGENDA BIOQUIMICA
26 TRIBUNA DEL TESISTA
ƒ CLAUDIA PINO.
Promoción 1998. Bioquímica.
15-16 PIONEROS DE LA BIOQUIMICA
ƒ GERTY Y CARL CORI
27-31 BIOINFORMATICA
32 ENTREVISTA
ƒ
17-21 BIOQUIMICA PATOLOGICA
ƒ ALZHEIMER SEGUNDA PARTE
PATRICIA EWERT
33 EXALUMNOS:
ƒ ALLISSON ASTUYA VILLALON
34 PERSONAJE DEL MES
ƒ RICARDO HERRERA.
Promoción 2000
22-23 TECNICA DE UN BIOQUIMICO
ƒ WESTERN BLOT
35 HUMOR GRAFICO
49GALERIA FOTOGRAFICA
CARTA DEL DIRECTOR
“Siempre
recordaré
a
Francis
por
su
inteligencia
extraordinariamente centrada y por las muchas maneras en
que me demostró su bondad y colaboró para elevar mi
autoconfianza" James Watson.
DIRECTOR
CARLOS LIZAMA
EDITORES
KELLY CAUTIVO
CARLOS LIZAMA
REDACCION
KELLY CAUTIVO
CARLOS LIZAMA
ALVARO GONZALEZ
PABLO TAPIA
REPORTEROS
KELLY CAUTIVO
PABLO TAPIA
CARLOS LIZAMA
ALVARO GONZALEZ
DISEÑO GRAFICO
KELLY CAUTIVO
CARLOS LIZAMA
PABLO TAPIA
NUESTRA PORTADA
. Secuencia de tres imágenes de
microscopía
confocal
de
un
miotubo
(célula de músculo
esquelético de rata en cultivo)
cargado
con
el
colorante
fluorescente sensible a calcio fluo3. La primera imagen muestra la
fluorescencia basal, la segunda
muestra
la
fluorescencia
aumentada en el citoplasma y en
los núcleos celulares, 6 s luego de
despolarizar la membrana con
alto potasio y la tercera imagen
muestra el retorno a condiciones
cercanas a la basal 30 s después.
Las imágenes fueron tratadas con
una escala de pseudocolor que se
muestra en la parte inferior de la
figura.
Estimados lectores junto con saludarlos queremos expresarles
nuestras disculpas ya que debido a problemas de fuerzas
mayores cuya solución no estaba en nuestras manos, este
numero tardo un poco mas en salir.
Esperamos que esten semestre recien pasado todos hayan
salido con un saldo positivo en lo que concierne a sus ramos,
y los que no bueno obligados a estudiar un poco mas.
Como siempre queremos invitarlos a participar en nuestra
revistan, ya sea enviando noticicias, temas de interes, sus
opiniones y otros. Además recuerden que pueden enviarnos
mail solicitando ayuda respecto a cualquier asignatura. Les
comunico además que este semestre comienza el ciclo de
seminarios de nuestra carrera que apartir del viernes 13 a las
11:45 am parte.
Por ultimo, permitanme comunicarle la lamentable noticia de
la muerte de Francis Crick uno de los descubridores de la
doble helice del ADN, quien fallecio de un cancer de colon, a
los 88 años de edad. Por esto, les pedimos un minuto de
reflección por uno de los padres de la genetica que se nos va,
y en honor a el nuestra revista traera un articulo especial
hacerca de Watson y Crick en el proximo número.
Bueno, esperando que disfruten de este número y que nos
envien sus mails me despido.
Carlos Lizama V
Alumno Tesista
E-MAIL: [email protected]
Un investigador español crea un 'chip' con todo el genoma de una bacteria.
El Centro Nacional de Biotecnología ha albergado la iniciativa de desarrollo del primer biochip capaz de
contener la totalidad de los genes de un microoorganismo simple, la proteobacteria Pseudomonas putida
KT2440, y bajo condiciones ambientales muy diversas. Este proyecto de expresión génica podría tener
relevantes aplicaciones biotecnológicas.
Un equipo español coordinado por el investigador Fernando Rojo, del Centro Nacional de
Biotecnología (CNB) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, ha conseguido
culminar el desarrollo de un chip para analizar la expresión de todos los genes del genoma
de la Pseudomonas putida KT2440. Este microorganismo pertenece al género de las
bacterias aerobias Gram negativas y suelen causar infecciones urinarias, ya que son
patógenos ocasionales localizados en suelo y agua.
El hallazgo tiene una especial relevancia para la comunidad investigadora, ya que se trata
del primer biochip de ADN que incluye todos los genes de una bacteria totalmente
desarrollado en España y por científicos españoles.
Sus posibles aplicaciones son realmente extensas. En primer lugar, este nuevo microarray
de ADN permitirá abordar de una manera global y con mucha más rapidez problemas que
hasta ahora sólo se habían investigado con enfoques parciales y de bajo rendimiento,
aumentando la profundidad, alcance y fecundidad de los estudios.
En segundo lugar, los investigadores del CNB utilizarán el chip para analizar la expresión
diferencial del genoma del microorganismo en distintas condiciones ambientales relevantes
para aplicaciones biotecnológicas con el objetivo de exprimir todo su potencial.
Por último, los resultados obtenidos ayudarán a los investigadores a entender cómo se
regula la expresión de los genes implicados en la biodegradación de hidrocarburos y
compuestos aromáticos.
También facilitará el análisis del metabolismo del nitrógeno cuando las bacterias crecen en
suelos contaminados, con lo que se podrá optimizar el rendimiento de los procesos de
biodegradación y biotransformación, así como desarrollar estirpes para aplicaciones
fitosanitarias.
El estudio global del funcionamiento de las bombas de expulsión de fármacos y solventes,
tanto en estas bacterias como en otras pseudomonas, mejorará el diseño de mecanismos
de inhibición de estas bombas, que están implicadas, por ejemplo, en la multirresistencia
frente a los antibióticos y otros aspectos de interés clínico.
El nuevo chip permite analizar la expresión de los 5.350 genes detectados hasta el
momento en esta bacteria, así como los 140 genes detectados en el plásmido TOL presente
en Pseudomonas putida mt-2, bacteria de la que deriva la estirpe KT2440.
Para comprender el funcionamiento y comportamiento de los seres vivos es esencial poder
analizar la expresión de sus distintos genes en diferentes condiciones. Un organismo simple
como una bacteria puede tener entre 500 y 8.000 genes, mientras que el ser humano
tendría, según las estimaciones más recientes, algo más de 30.000.
Analizar la expresión de un gen concreto es ya una tarea habitual en los laboratorios de
biología molecular, pero analizar la expresión de todos y cada uno de los genes de un
organismo, o incluso de grandes grupos de genes, es una labor difícil de abarcar.
Tanto la bacteria Pseudomonas putida KT2440 como el plásmido TOL tienen una gran
importancia biotecnológica. Se trata de una bacteria del suelo, fácil de manipular genéticamente y muy utilizada como
hospedador en el análisis y manipulación de genes.
En 1981 el Comité de ADN Recombinante de los Institutos de Salud de Estados Unidos certificó que esta bacteria no
es patógena para animales y plantas, y que se puede considerar un hospedador seguro para genes de diverso origen.
Esta cepa se utiliza actualmente en aplicaciones biotecnológicas muy variadas, como la síntesis industrial de
compuestos químicos. Además, es la bacteria modelo utilizada desde hace varios años en una extensa mayoría de
estudios sobre el modo en que las bacterias degradan compuestos tóxicos.
La Pseudomonas putida KT2440 es el hospedador natural del plásmido TOL pWW0, que codifica una ruta para
degradación de tolueno y xilenos, la ruta de biodegradación mejor caracterizada en la actualidad desde el punto de
vista bioquímico y genético.
La bacteria es además capaz de colonizar el sistema radicular de plantas y formar biopelículas. Las bases moleculares
de esta colonización por bacterias del género Pseudomonas son de momento desconocidas, pero su elucidación abrirá
un amplio abanico de posibilidades para su uso como biopesticidas.
De hecho, Pseudomonas putida KT2440 está considerada como biopesticida potencial, tanto para las raíces como para
las hojas, y es también un importante sistema modelo para estudiar los mecanismos bacterianos de resistencia a
solventes orgánicos.
Crisis energética en Chile: recursos energéticos abundantes y limpios.
Ha llegado el momento de tomar una decisión vital que puede cambiar el futuro de Chile como nación
energéticamente dependiente. Disponemos de los recursos naturales y de los grupos humanos capaces de
llevar a cabo esta tarea. ¿Qué estamos esperando?
En el tema de la energía los chilenos debemos aprender
de las paradojas. Que el gas sea un recurso disponible
en enormes yacimientos en el subsuelo de Argentina y
Bolivia, no garantiza que Chile, como uno de sus
principales
consumidores,
tenga
el
suministro
asegurado. Eso ha quedado muy claro las últimas
semanas. Resulta paradojal, también, que de tanto
acostumbrarnos a nuestra geografía, a paisajes donde el
viento azota pampas, cordilleras y valles y donde el
agua brota a cientos de grados desde napas
subterráneas, sean pocas las iniciativas nacionales en
que se piensa incorporar seriamente a estos recursos
como fuentes de autonomía energética.
Desde hace varios años, un grupo de investigadores de
la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (PUCV)
ha demostrado la existencia de vastos yacimientos de
hidratos de gas metano congelado en el lecho marino de nuestras costas. Los investigadores afirman que los
depósitos gasíferos serían capaces de satisfacer las exigencias energéticas de Chile durante los próximos dos siglos…
a lo menos.
El año 2001 FONDEF de CONICYT adjudicó a la Universidad de Magallanes un proyecto destinado a proveer de energía
eólica a la Decimosegunda Región. Sus principales beneficiarios serán los ganaderos y agricultores de la zona, que
podrán disponer de la energía del viento como un insumo abundante y barato. Les permitirá bombear agua desde
napas subterráneas.
Estimaciones conservadoras afirman que la energía del viento podría generar un 20% de la electricidad mundial hacia
el año 2040. De hecho, Dinamarca ya produce más de un 10% de su electricidad con energía eólica y los planes del
gobierno danés apuntan a que la cifra alcance el 50% para el año 2030.
Según la European Wind Energy Association, con la energía eólica el planeta podría evitar que asombrosas cantidades
de CO2 vayan a parar a la atmósfera: unos 70 millones de toneladas de CO2 menos hacia el año 2005, lo que subiría
a unos 270 millones al 2010 y a la increíble cifra de 1.780 millones de toneladas menos de CO2 al 2020. Este
promisorio futuro dependerá, eso sí, de la cantidad de turbinas instaladas y de su capacidad de generación.
En términos de capacidad eléctrica instalada, los estudios indican que las turbinas eólicas pasarán de los 18.000 mw
actuales a unos 70.000 mw hacia el 2010, lo que se dispararía a 1.200.000 mw al 2020 y a 3.000.000 mw al año
2040. En esos años el costo de generación, se estima, bajará de los actuales US$ 0,04 por kwh a la mitad (US$ 0,02
por kwh) lo que sitúa a la alternativa eólica entre las fuentes de generación energética más baratas.
Al 2020 se estima que la capacidad instalada en Latinoamérica en energía eólica será de unos 72.000 mw, con lo cual
se podría deducir que en Chile la capacidad eólica podría llegar a unos 4.000 mw a esa fecha, lo que equivale, por
ejemplo, a la mitad de la capacidad eléctrica total instalada al año 2000.
Por otro lado, se tiene la energía geotermoelectrica que se ha mantenido
como una idea postergada. Chile tiene un buen potencial geotérmico
porque está situado sobre el Cinturón de Fuego del Pacífico.
En nuestro país, las fuentes de energía geotérmica radican
mayoritariamente en el norte del país. La paradoja parece imponerse
nuevamente, pues es el norte la zona más afectada por las restricciones
de gas impuestas por el gobierno argentino. Hoy los sistemas eléctricos
deben elegir entre aumentar sus costos o dejar de satisfacer la demanda.
Lo más probable es que en las regiones nortinas sea el petróleo el
combustible utilizado para generar electricidad. Sin embargo, podrían
desarrollarse otras alternativas de largo aliento y profundo potencial.
Justamente, en las montañas del norte grande brotan fluidos con temperaturas de hasta 260°C, que podrían permitir
no sólo la generación eléctrica sino también la producción de agua fresca, la recuperación de elementos químicos
contenidos en los fluidos geotermales y la explotación de importantes recursos minerales no-metálicos. Estas
aplicaciones necesitan emanaciones de alta temperatura.
Sin embargo, en Chile existen muchas áreas de temperatura baja-media (hasta 180°C), en las que su uso se ha
restringido a la recreación y a propósitos médicos. Hoy, los investigadores piensan que es esencial que las
investigaciones se dirijan a la promoción de diferentes usos de la energía geotérmica como en otras partes del
mundo.
Para medir el potencial de la energía geotérmica y estudiar su real impacto, el profesor Lahsen trabaja desde hace
varios años con un grupo de investigadores de la Universidad de Chile.
Gracias a un proyecto financiado por FONDEF el año 1999 a la
Universidad de Chile, se realizaron las primeras exploraciones
abarcando toda la zona desde Talca a Osorno. Respecto de las
prospecciones, Lahsen relata: "Encontraremos los lugares más aptos
para iniciar estudios detallados y contar así con todos los
antecedentes acerca de los recursos geotérmicos disponibles en esas
zonas. Después, ENAP -empresa que apoya el estudio y que
participa en el proyecto-podrá iniciar, sola o en conjunto con otras
compañías privadas, la construcción de la primera central de energía
geotérmica en el país".
Lahsen estima un potencial de energía geotérmica utilizable en la
generación de electricidad del orden de 16.000 MW, esto es,
aproximadamente el doble de la capacidad eléctrica instalada
actualmente en el país. Sólo a través de la energía geotérmica
podríamos llegar a ser un país autoabastecido en el mediano plazo.
Los costos de construcción de una planta de energía geotérmica se comparan con los de una central hidroeléctrica. La
gran diferencia es que se trata de un recurso completamente renovable, que tiene una duración mínima de 50 años y
que no presenta impactos negativos para el medio ambiente. Incluso, en algunos países que utilizan activamente este
recurso, el agua y el vapor son reinyectados en el subsuelo para ser utilizados nuevamente.
El proyecto, concluido el año pasado, ha permitido a Lahsen determinar la potencialidad de energía geotérmica de la
zona central-sur de Chile, asociada al arco volcánico de la cadena andina. La potencialidad de la zona norte está clara
desde los años 70, época en la que incluso se iba a construir una planta que no llegó a concretarse, debido al
complicado entorno político económico.
De acuerdo con las características físicas y geoquímicas de las áreas termales investigadas, se han establecido las
posibilidades de utilización, ya sea para ser empleadas en forma directa como calor o para la generación de
electricidad. El grupo de investigadores ya tendría seleccionado y en estudio los dos sistemas geotermales más
promisorios de esas áreas, para fines de generación eléctrica.
Evidencia sobre la viabilidad de este tipo de proyectos existe y en forma abundante y suficiente. Sin embargo, hasta
el año 2000 no hubo una señal clara de parte de las autoridades que permitiera considerar esta opción dentro de un
marco legal definido.
La Comisión Nacional de Energía (CNE) incluyó recién el año 2000 y por primera vez en su historia, en su plan anual
de obras, a esa fuente energética como una opción de desarrollo. También ENAP actúa como una contraparte sigilosa
que prefiere que su apoyo a este tipo de iniciativas se mantenga en el silencio.
Tras la promulgación de la Ley sobre Concesiones de Energía Geotérmica, en enero del 2000, se han otorgado 12
concesiones de exploración (entre ellas las de CODELCO, ENAP -en sociedad con la minera y la francesa CFG-, a
CORFO y a la U. de Chile). Según la CNE, ha habido nuevas solicitudes aunque ahora son de compañías netamente
privadas.
La similitud que hay en este negocio en la etapa de exploración petrolera
hizo que ENAP fuera una de las empresas que lideran la búsqueda de
reservorios. Tiene seis concesiones de exploración en Chile. De hecho, hay
un estudio para una central en la zona de Calabozo, frente a Talca. La
empresa estatal está asociada con una compañía francesa para este
proyecto. La iniciativa contempla una central operativa hacia 2009.
Aportaría 300 megawatts (MW), equivalentes a una central de ciclo
combinado a gas.
Sin embargo lo que falta, además de perforaciones para medir el verdadero
potencial geotérmico, es una decisión férrea de las autoridades para apoyar
el tema. Evidencias de la viabilidad de estas iniciativas existe y en grandes
cantidades. Una central geotermoeléctrica funciona como una planta
termoeléctrica convencional, la que a través de combustibles como carbón,
petróleo o gas natural produce el vapor que luego mueve las turbinas para
generar electricidad. En el caso de la energía geotérmica, la caldera de
vapor se encuentra en forma natural bajo la superficie de la tierra. Estos
reservorios, ubicados hasta una profundidad de unos 4 Km., son
económicamente explotados mediante pozos que extraen el agua caliente o
vapor que accionan las turbinas para generar la electricidad.
Hasta ahora, y a pesar de la urgencia dejada de manifiesto por el
racionamiento argentino de gas natural hacia Chile, no ha existido la
voluntad política para apoyar la constitución real de este tipo de centrales.
Cuenta pendiente de la clase política con el desarrollo nacional.
Pero si lo expuesto hasta ahora parece promisorio, el recurso que se lleva los mayores méritos en términos de
expectativas y potencial es el de los hidratos metanos submarinos.
Diversos estudios demuestran que el mar esconde la mayor reserva de energía
del planeta: los hidratos de gas metano, principal fuente de gas natural. De
hecho, ellos representan el 55 % de las reservas del planeta, lo que hace
prever que serán la energía del futuro, la que reemplazará a la era del petróleo
a partir de la mitad del presente siglo, cuando se agoten los yacimientos del
combustible fósil.
Los hidratos de gas, que contienen grandes concentraciones de metano principal componente del gas natural- se encuentran ubicados en los fondos
marinos de la mayoría de los márgenes continentales, incluyendo la costa
chilena. Debido a que muchos países no tienen fuentes de energía
tradicionales, como el petróleo, pero sí tienen costas marítimas, la potencial
explotación de hidratos de metano en sus aguas jurisdiccionales a mediados de
este siglo, podría provocar un vuelco en la estructura económica mundial.
Los hidratos de gas constituyen una fuente energética de gran proyección
mundial, con reservas estimadas que prácticamente duplican las reservas convencionales actualmente reconocidas
para los recursos energéticos fósiles. Dadas las enormes expectativas que abre su exploración, fue que FONDEF de
CONICYT apoyó la realización del proyecto como "Hidratos de Gas Submarinos, una Nueva Fuente de Energía para el
Siglo XXI", el cual busca, en una primera etapa, caracterizar y evaluar la presencia del recurso y sus implicancias
medioambientales en las costas chilenas.
De acuerdo al equipo de investigadores, el resultado del estudio, en conjunto con la compilación de información
previa, "darán una acabada caracterización de los hidratos de gas en el margen chileno". Para la realización de las
prospecciones e identificación de los recursos se cuenta con la colaboración de centros de investigación y expertos de
nivel mundial en el tema, lo que acarreará una transferencia tecnológica invaluable en estas áreas.
Los hidratos de metano se localizan en la geoesfera submarina de poca profundidad, sistema finamente balanceado,
en equilibrio con todos sus componentes tales como sedimentos, el agua de poros, los flujos de fluidos, la presión, la
temperatura, el agua que cubre la capa de sedimentos con hidratos, etc. De ahí el enorme desafío que implica su
posible extracción, ya que la remoción de cualquier componente de este equilibrio puede desestabilizar todo el
sistema dando lugar a daños irreparables.
Los factores desestabilizantes, que pueden ser perturbaciones naturales o asociadas con la explotación de los
hidratos, podrían potencialmente afectar el clima y el ambiente geológico a una escala global catastrófica. Los
hidratos de gas han sido asociados con problemas ambientales, principalmente, debido a que el metano es muy
eficiente en la generación del efecto invernadero, con un potencial de alrededor de 10 veces al del dióxido de
carbono. Por otra parte, se ha logrado establecer que avalanchas submarinas ocurren en acumulaciones inestables de
sedimentos del fondo oceánico. En algunos casos, estas remociones en masa pueden ser causadas por la
descomposición de hidratos de gas y la expansión o liberación del gas resultante.
De acuerdo a Esteban Morales, los resultados de este proyecto serán esenciales para la definición de normas
medioambientales que aseguren una explotación sustentable del recurso. "El proyecto entregará, además,
parámetros para la evaluación de los riesgos asociados a la ocurrencia, por ejemplo; de avalanchas submarinas y
localización de zonas con eventuales fugas naturales de gases asociados a los hidratos de metano, desencadenadas
por actividad sísmica natural".
Aunque en Chile existiría lo necesario como para acabar con la dependencia energética extranjera, aún no se cuenta
con la tecnología adecuada para explotarlo. Sin embargo, ya existen experiencias piloto en Japón que arrojan nuevas
luces al respecto.
Se espera que los resultados del proyecto estén disponibles a partir de septiembre de este año. A través de ellos, se
podrá visualizar tanto la ubicación exacta de los yacimientos como también la cantidad de reservas existentes.
La crisis que vive Chile producto de los recortes en el suministro de gas argentino ha dejado valiosa evidencia al
descubierto. Hoy estamos más conscientes que
nunca que tenemos recursos de sobra para ser
autosuficientes utilizando, además, energías limpias
y baratas. También es un hecho que existen en
Chile grupos humanos altamente especializados
que han creado las capacidades para facilitar la
toma de decisiones basadas en criterios científicos
y tecnológicos.
Pero lo preocupante es que también esta crisis ha
demostrado que ha sido la falta de voluntad política
la que ha atrasado las inversiones en el tema.
Todos los esfuerzos estuvieron concentrados por un
largo tiempo en la opción fácil de comprar gas
barato a Argentina y para ello se hicieron
cuantiosas inversiones. Si el mismo nivel de
inversiones hechas para transportar gas a través de
Los Andes, amén de los esfuerzos por cambiar casi
por completo los sistemas de distribución y uso, se
realizara en alguna o en todas las energías
descritas, Chile sería otro muy distinto de aquí a
diez años, a lo sumo.
INGENIERIA GENETICA.
Potenciando la tolerancia a la salinidad en Plantas.
A través de una investigación realizada por el laboratorio de
Biología Celular y Genética de la Universidad de Talca, encabezado
por el doctor Simón Ruiz, se han lanzado a la identificación de los
mecanismos que permiten a las plantas resistir altos grados de
salinidad y a tratar de transferir esas propiedades a diferentes
cultivos. El paso crucial en la investigación consiste en determinar
del rol que juegan los genes aislados en la tolerancia al estrés
salino observado en esta planta silvestre. Una de las estrategias
más utilizada para tales efectos es el silenciamiento de los genes
en estudio.
Aproximadamente el 20% de la superficie terrestre utilizada para el
cultivo en el mundo se encuentra afectado por niveles de salinidad que
superan la tolerancia de las especies de cultivos tradicionales. Este
porcentaje va en aumento a una tasa del 0,5% anual, debido
fundamentalmente a bajas precipitaciones, alta superficie de evaporación,
irrigación con aguas salinas y por las prácticas tradicionales de cultivo que
favorecen el incremento de la concentración de sales en el suelo. Este
Lycopersicon chilense
estrés salino afecta directamente el rendimiento de los cultivos, inhibe su
óptimo desarrollo y en algunos casos puede conducir a la muerte de la planta. Una de las sales que causa mayor
perjuicio es el cloruro de Sodio (NaCl).
En los últimos años, el estrés salino en plantas provocado por NaCl ha sido un tema de estudio recurrente, tanto
desde el punto de vista fisiológico, molecular y genético. Desde la perspectiva fisiológica el resultado de altos niveles
de cloruro de sodio sobre las plantas considera dos componentes principales: un componente osmótico y uno iónico.
El primero se refiere a la privación del agua y constituye un factor común tanto para estrés salino como para estrés
por sequía y frío. El segundo se relaciona con el efecto tóxico que provoca la disminución de la razón Potasio (K+)/
Sodio (Na+) a nivel celular y es propio de este tipo de estrés. El aumento en los niveles de NaCl en el medio lleva
consigo un incremento en el influjo de Na+ a las raíces y su distribución por toda la planta. El ingreso sin control de
iones Na+ por transporte pasivo ocurre como resultado de la generación de un gradiente electroquímico muy elevado
entre ambos lados de la membrana celular de las raíces. Los iones Na+ ingresan al interior del citoplasma gracias a la
presencia de canales y transportadores catiónicos en la membrana plasmática, los cuales son bastante inespecíficos
frente a un alza en la razón Na+/K+ en el medio. La disminución en el contenido de iones K+ en el citoplasma trae
como consecuencia una desestabilización en el potencial de membrana, la inactivación de enzimas y un efecto
perjudicial sobre una serie de procesos fisiológicos. El restablecimiento de la homeostasis iónica, no es un problema
de fácil solución para las plantas, ya que a diferencia de las células animales, ellas carecen de transportadores de
Sodio, tales como las Na+-ATPasas o las Na+/K+-ATPasas, por lo que deben recurrir a las H+-ATPasas o H+pirofosfatasas para generar un gradiente electroquímico de protones que permitan el intercambio de H+ por Na+ y
también de otros iones y metabolitos.
Halófitas y Glicófitas
Las plantas pueden ser clasificadas en dos grupos, según su capacidad de tolerar la salinidad: Halófitas y Glicófitas.
Las plantas halófitas, a diferencia de las glicófitas, se caracterizan por poseer una alta tolerancia a la salinidad,
condición que en algunos casos esta dada por la presencia de estructuras especializadas, como glándulas excretoras o
vesículas almacenadoras de sales. Sin embargo, en la mayoría de los casos las diferencias entre halófitas y glicófitas
esta determinada por la expresión diferencial de genes, que de forma coordinada provocan cambios en el
metabolismo celular, protegiendo la planta de la acción osmótica y tóxica de la sal asegurando un adecuado nivel de
división y expansión celular, durante el tiempo que perdure el estrés.
Otro importante grupo de genes son los encargados de la homeostasis de agua dentro de la planta, entre ellos
destacan los genes para acuaporinas y los que codifican para las proteínas encargadas de regular el cierre estomático,
los cuales suelen ser los mismos genes que participan en el estrés por sequía y frío, ya que son inducidos por el
efecto osmótico. En la acción indirecta, han sido identificados un importante número de genes cuyos productos son de
eliminación de radicales libres y que actúan después de la formación de elementos reactivos de oxígeno (ROS), el cual
es un efecto bastante común de diversos tipos de estrés abiótico. Estos productos génicos están participando
activamente en la protección del efecto nocivo de los elementos ROS, en la membrana citoplasmática y en diversos
organelos, tales como: mitocondrias y cloroplastos.
De acuerdo a los antecedentes previos la tolerancia al estrés salino aparece como un problema multifactorial y por lo
tanto de difícil solución, más aún cuando los grados de tolerancia a la salinidad de una planta puede ser muy distintos
en los diferentes estados específicos de su ontogenia, tales como: germinación y emergencia, crecimiento y
sobrevivencia de la plántula, y crecimiento vegetativo y reproductivo.
Los primeros avances conducentes a la generación de variedades cultivables de una relativa tolerancia a la salinidad,
vino desde la genética clásica asociada a técnicas de biología molecular que permitieron la identificación de QTLs
(quantitative trait loci) específicos de la tolerancia a la sal, en tomate y arroz. Sin embargo, los programas de
mejoramiento genético de las especies cultivables, solo han podido lograr variedades moderadamente sensibles al
estrés salino en todos los estados de desarrollo de la planta.
En contraposición a lo observado y descrito, el grupo de investigación del Dr. Eduardo Blumwald de la Universidad de
California Davis, ha logrado aumentar la tolerancia a este tipo de estrés en plantas transgénicas de tomate, canola y
A. thaliana, con la sobreexpresión de un único gen que codifica para un antiporte vacuolar de Na+/H+. En estas
plantas, el Sodio es acumulado en hojas, observándose además que los frutos y las semillas no son afectadas en su
calidad. Similares resultados, respecto del aumento de la tolerancia a salinidad, ha sido mostrada en Arabidopsis
thaliana, cuando es sobreexpresado el gen SOS1, el cual corresponde a un antiporter Na+/H+ de la membrana
plasmática, y también cuando se ha realizado la sobreexpresión del gen AVP1, el cual codifica para H+-pirofosfatasa
vacuolar.
Estos resultados, sugieren que la forma más rápida de incrementar la tolerancia a la sal consiste en aumentar la
razón K+/ Na+ en el citosol de las células vegetales, lo cual se consigue mediante la extrusión del Sodio y/o por la
acumulación de éste en las Vacuolas. Se ha sugerido que una estrategia alternativa consistiría en aumentar la
proporción de transportadores más selectivos de K+ en la raíz de la planta.
Un modelo chileno
Lycopersicon chilense, es una planta silvestre de tomate que se distribuye entre los 100 y
los tres mil metros de altitud en el desierto de Atacama, y que dadas las condiciones
extremas de su hábitat, ha logrado subsistir en condiciones de alta salinidad del suelo y
de escasez hídrica. Dadas las características de esta planta, en el laboratorio de Biología
Celular y Genética de la Universidad de Talca, nos pareció un excelente modelo donde
estudiar los genes de expresión diferencial que se estaban manifestando durante el estrés
por NaCl.
En el año 2002 iniciamos esta investigación, cofinanciada por la Fundación de Innovación
Agraria (FIA). Una de las primeras cuestiones a definir fue si esta planta absorbía el Sodio
o bien gran parte de él era excluido por las raíces, ya que esta última posibilidad es una
de las alternativas observadas en plantas halófitas. Nuestros resultados mostraron que
efectivamente el Sodio era abundantemente absorbido y que mayoritariamente era
acumulado en las hojas, lo cual sugería que esta planta desarrollaba mecanismos
Lycopersicon chilense
moleculares eficaces para contrarrestar el efecto osmótico y tóxico ocasionado por la sal.
Con estos antecedentes la pesquisa de genes diferencialmente expresados se realizó mediante las técnicas de
differential display y PCR-Select. Así, se identificaron más 20 genes implicados en distintos procesos metabólicos y de
regulación de estructuras celulares, seleccionándose aquellos que por las características funcionales de sus productos
génicos aparecían como más interesantes por su implicancia en procesos y estructuras claves para el óptimo
funcionamiento de la planta.
Entre los genes seleccionados, cabe mencionar los que se encuentran participando en el mantenimiento de la
funcionalidad de la maquinaría fotosintética, la regulación del cierre estomático, la impermeabilización de la hoja, la
regulación del gradiente electroquímico de protones y los de síntesis y acumulación de osmolitos compatibles. Algunos
de ellos son también expresados cuando las plantas son sometidas a estrés por deshidratación, con lo cual parecen
responder al efecto osmótico, aspecto común de ambos tipos de estrés. Sin embargo, el aislamiento de los genes
resultó un poco más complejo de lo esperado, ya que la mayoría de ellos corresponden a familias multigénicas. En
estas familias, hay genes que son regulados de manera tejido-especifico, otros durante determinados estados del
desarrollo de la planta y además, están los activados por el estrés que a su vez son expresados de manera tejidoespecifico.
El paso crucial en la investigación descrita, consiste en la
determinación del rol que juegan los genes aislados en la
tolerancia al estrés salino observado en esta planta silvestre. Uno
de las estrategias más utilizada para tales efectos, es el
silenciamiento de los genes en estudio, procedimiento que
tradicionalmente se ha realizado utilizando los mismos genes pero
con posición antisentido, de tal manera, que al transcribirse el gen
en estudio, también se transcribe el antisentido, formándose un
RNA duplex, formado por ambos RNAs mensajeros que no puede
ser traducido por los ribosomas y termina siendo degradado por
las RNAasas intracelulares (enzimas que hidrolizan RNA).
La otra forma de estudiar el efecto de un gen en particular, es
obtener su sobreexpresión en plantas transgénicas de su misma
especie o en plantas heterólogas. Dicha sobreexpresión se obtiene,
regularmente, colocando la región codificante del gen bajo el
control de un promotor constitutivo como es el 35S del Virus del
EQUIPO DE TRABAJO: Dra. Marcela Salazar,
doctora Mariana Rodríguez, doctor Gerardo
Mosaico de la Coliflor. Sin embargo, no es el método más
Tapia, Licenciada Mónica Yañez, doctor Simón
apropiado cuando se estudian genes de expresión tejidoRuiz, Jesica Valdés, técnico de laboratorio;
específico, por lo que la transformación debe ser realizada con el
Nilo Mejía, estudiante de doctorado; y doctor
propio gen, lo cual implica un caracterización más acabada de su
José Loyola.
promotor y de los elementos en cis reguladores de su expresión.
La otra posibilidad es colocar la región codificante del gen bajo la
regulación de un promotor de otro gen que también se exprese en el mismo tejido y del cual se conozca como puede
ser inducido exógenamente.
Varios de los genes aislados se encuentran en la fase de estudio de su rol en la tolerancia al estrés salino, por cuanto
para su análisis se están utilizando algunas de las estrategias anteriormente mencionadas. Los resultados que aquí se
obtengan servirán como base para comprender en parte como algunas plantas halófitas logran dar solución al
problema de la salinidad del suelo, el conocimiento aquí generado lo podemos utilizar en función del incremento de la
tolerancia al estrés salino de las plantas de importancia económica y así aumentar la actual superficie cultivable o al
menos contrarrestar la pérdida anual de tierras aptas para cultivo.
La reunión de receptores de membrana acelera la apoptosis.
Un equipo del Centro de Investigación del Cáncer (CIC), de Salamanca, trabaja en una nueva vía para acelerar la
apoptosis en células tumorales, después de que hayan observado que es posible actuando directamente sobre la
maquinaria de la muerte celular. El enfoque se centra en la concentración de receptores de muerte celular en los
microdominios de membrana denominados rafts.
El objetivo es diseñar fármacos capaces de concentrar un número elevado de receptores de muerte en esa zona
para producir una señal apoptótica con gran potencia que acabe con la célula rápidamente.
Frente a los antitumorales actuales, que acaban provocando apoptosis, pero indirectamente y tras varios pasos de
señalización complejos que implican la participación de sensores, que a menudo están mutados en la célula
tumoral, los fármacos proapoptóticos permiten obviar la cadena de sensores (por ejemplo, p53, mutado en más
del 50 por ciento de los tumores), que trasladan la señal de daño celular a muerte o apoptosis de la célula.
Lo que hacen es "dar directamente a la célula la señal de que tiene que morir". De esta forma se obvian muchas
mutaciones de genes importantes presentes en cáncer, pues se trata de actuar directamente en la maquinaria de
muerte celular programada.
El equipo de Salamanca, que ya ha obtenido resultados preliminares positivos con un éter lípido antitumoral,
trabaja en el desarrollo de nuevos proapoptóticos, denominados así, según el experto, porque van dirigidos a la
eliminación por apoptosis de forma directa.
El trabajo se trata de la intervención a nivel de los receptores de muerte celular, entre los que destacan dos
proteínas: Fas y el receptor de Trail. En cuanto al mecanismo de muerte descubierto, el investigador ha señalado
que se conocen determinados receptores de muerte celular, bien descritos a nivel bioquímico, que están en la
membrana y no tienen actividad enzimática, a diferencia de otro tipo de receptores.
Esos receptores de muerte funcionan como una especie de pegamento de otras proteínas, de forma que a su
alrededor se va formando un complejo o andamiaje. Al final de este complejo existe una caspasa, molécula
fundamental para apoptosis, ya que se trata de una proteasa que tras su activación rompe proteínas clave para la
vida de la célula, de forma muy específica y en sitios muy concretos.
El grupo de Mollinedo ha logrado ya con un determinado compuesto atraer receptores de muerte dispersos y
concentrarlos en los dominios rafts de membrana, observando que esa agregación dispara una señal muy potente
de muerte. Lo que no se sabe aún es cómo la sustancia logra unificar los receptores en esa zona. En este sentido,
por el momento, el investigador no concede tanta importancia a la sustancia utilizada como al nuevo mecanismo
descrito para acabar con células tumorales, pues se trata de "una nueva forma de atacar tumores vía apoptosis".
Los resultados de laboratorio son más "claros y notorios en leucemias", aunque se están tratando de extrapolar a
tumores sólidos, que suelen ser más complejos, ya que su mecanismo de muerte presenta algunas variaciones
respecto a los cánceres hematológicos.
Srta. Kaguya: ¿Serán prescindibles los hombres?
Científicos de la Universidad de Tokio, conducidos por Tomohiro Kono, acaban de crear un ratón "sin padre", es decir,
surgido de un embrión que fue generado a partir de dos óvulos, sin fecundación, sin espermatozoides y sin material
genético masculino.
Este trabajo fue publicado en la revista británica Nature, bajo el título de "¿Son prescindibles los hombres?", y es
considerado por algunos un logro tan importante como el de la clonación.
El experimento se basó en un proceso llamado partenogénesis. La partenogénesis (del griego παρθένος parthenos =
virgen + γένεσις genesis = generación), es el modo de reproducción de algunos animales (tales como lagartos) y
plantas, y consiste en la formación de un nuevo ser por división reiterada de células sexuales femeninas que no se
han unido previamente con gametos masculinos.
Los óvulos una vez activados, pueden dar lugar a un nuevo individuo completo en tan sólo cuestión de días o
semanas. Ninguna otra célula de animal superior posee esta capacidad. En general, la activación es una consecuencia
de la fecundación –la fusión de un espermatozoide con un oocito. Sin embargo, estrictamente el espermatozoide no
es necesario para ello. Un oocito puede ser activado artificialmente mediante procedimientos químicos no específicos
o mediante tratamientos físicos; por ejemplo, un oocito de rana puede ser activado pinchándolo con una aguja.
Los científicos japoneses que trabajaron fusionaron dos óvulos, uno maduro y otro inmaduro manipulado
genéticamente para que sus cromosomas se comportaran como si fueran masculinos, para dar un ratón
partenogénico.
Ratones partenogénicos que contienen material genético de oocitos non-growing (ngwt) y fully-growing (fgwt) dan
fetos que pueden desarrollarse hasta 13.5 días. Sin embargo estos ratones no tienen modificaciones en los genes H19
e Igf2 en ng.
La expresión de estos dos genes está regulada coordinadamente, y según
experimentos recientes, se sugiere que la expresión de Igf2 junto con la
expresión monoalelica del gen H19 lleva al desarrollo de partenomas.
Se investigó el desarrollo de embriones partenogenéticos ngH19∆13/fgwt, que
expresaban el gen Igf2 del alelo ng. De un total de 457 huevos cultivados in
vitro, 371 derivados de oocitos ngH19∆13/fgwt fueron transferidos a 26
recipientes hembras, de las cuales 24
quedaron preñadas. De todos estos, dos
ratones recién nacidos (Fig. a y b)
fueron
recuperados
exitosamente,
mostrando la morfología aparentemente
normal de un neonato.
Uno de los ratones fue utilizado para
fines de análisis de expresión de genes, mientras que el otro fue alimentado
por una madre adoptiva, creciendo hasta llegar a la etapa adulta. Ella fue
llamada Kaguya (Fig. a y e), mostrando incluso una función reproductiva
normal.
El enigma más fascinante que se levanta de estos resultados, es cómo la
expresión apropiada de los genes Igf2 y H19 causa la modificación de un
amplio rango de genes y el normal desarrollo de partenomas ngH19∆13/fgwt. El
mecanismo fundamental de este proceso permanece todavía incierto.
Las implicancias.
Extractos del reportaje de Steve Farr “Creen viable concebir sin genes masculinos”, publicado el 10-01-1999, que
trata sobre la bioética de la partenogénesis en humanos.
Este tipo de tecnología, que involucra métodos de transferencia nuclear y es en esencia diferente a la de la clonación,
derribaría las barreras biológicas que impiden la paternidad de dos individuos del mismo sexo en los mamíferos.
La nueva técnica reavivaría la preocupación por las formas "artificiales" de concepción y crianza de los hijos que está
creando la ciencia. En Gran Bretaña, la Human Fertilization and Embriology Authority (HFEA) deberá otorgar a los
científicos una licencia especial para que puedan crear tales embriones humanos.
Las consecuencias de nuevas tecnologías reproductivas que permitan a dos mujeres, o incluso a dos hombres,
producir hijos serán inmensas, según algunos comentaristas, como el doctor Robin Baker, que dedicó un capítulo de
su próximo libro, "The Future of Sex" ("El futuro del sexo") a este dilema.
Habrá muchas mujeres interesadas en aprovechar tales métodos, opinó Emma Hopson, gerente de Servicios al
Cliente del Bridge Centre, una clínica de fertilidad con sede en Londres donde, todos los años, alrededor de 200
mujeres solteras y lesbianas son artificialmente inseminadas con esperma de donantes.
"Estoy segura de que muchas parejas de lesbianas querrán que su hijo tenga parte de cada una de ellas
en vez de involucrar a un donante anónimo", dijo.
Los estudios demuestran que los chicos criados por dos padres del mismo sexo no sufren a causa de ello, señaló la
doctora Jane Scoular, catedrática de Derecho especializada en temas feministas en la Strathclyde University. "Más
importante que su sexo es que las personas sean buenos padres", agregó.
No obstante, Jill Kirby, presidente de un grupo de presión llamado Full Time Mothers, opinó lo contrario.
"Me parece que hay leyes naturales de reproducción que deben respetarse para que los chicos tengan una
crianza normal", señaló.
Este tipo de investigaciones, junto con la clonación y
otros métodos de reproducción asistida, podría
terminar produciendo chicos con anormalidades que
aparecieran más tarde en la vida, advirtió el doctor
Richard Nicholson, editor del Bulletin of Medical Ethics.
"Parece que llegamos a una etapa en la que se
permite a los investigadores hacer lo que quieren
sin que nadie les pregunte por qué -observó-.
Más bien, la gente debería interrogarse sobre si
realmente
necesitamos
este
tipo
de
conocimientos."
El gen 'snail' hace resistentes a las
células cancerígenas.
El gen 'Snail', que actúa de forma natural y beneficiosa
durante el desarrollo embrionario, puede activarse
patológicamente durante la edad madura, facilitando a
diversos tumores la capacidad de formar metástasis y
confiriendo a sus células resistencia a la destrucción.
Esta ha sido la conclusión de un trabajo, coordinado
por la investigadora española Ángela Nieto, del
Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
en el Instituto Cajal, en Madrid, que se publica en el
último número de la revista 'Genes & Development'.
El estudio tiene implicaciones para conocer el
comportamiento tanto de las células embrionarias
como de las cancerígenas. Para Ángela Nieto, "abre
importantes expectativas en el tratamiento del
cáncer". En concreto, destaca el conocimiento que
aporta sobre el proceso de malignización tumoral que
resulta en la formación de metástasis.
El equipo de Nieto, que lleva doce años trabajando en
el aislamiento y caracterización de este tipo de genes,
ya había demostrado que la principal función del 'Snail'
es inducir el movimiento de las células desde su origen
a otras zonas, a veces alejadas. En el año 2000
publicaron los resultados de un trabajo que mostraba
que las protéinas sintetizadas por este gen estaban
implicadas en conferir a las células la propiedad de
moverse. Tanto durante el desarrollo embrionario
como durante la progresión de los tumores en la
metástasis hay células que se sueltan y se desplazan
para llegar a otras partes.
Dos años más tarde, al estudiar biopsias de pacientes
con tumores de mama se encontró una relación entre
el gen 'Snail' y los tumores con metástasis. "Cuando
esta proteína se expresa, la célula adquiere la
capacidad para moverse y migrar a otro sitios, una
propiedad positiva durante la formación del embrión,
ya que permite la construcción de nuevos tejidos, pero
perjudicial para la progresión del tumor", señala Nieto.
Nuevas dianas
Mayor Información:
Birth of parthenogenetic mice that can develop to
adulthood. Nature, April 22, 2004; 428(6985): 860-4.
http://www.lanacion.com.ar/04/04/22/sl_594803.asp
http://www.lanacion.com.ar/99/01/10/g09.htm
El nuevo trabajo publicado explica que el gen 'Snail',
además de posibilitar el movimiento, es el factor que
las mantiene vivas durante el recorrido. "Las proteínas
codificadas hacen que las células sean resistentes a la
muerte al mantener activas todas las cascadas de
supervivencia, formadas por la activación de las
kinasas, entre otras moléculas".
El conocimiento de este gen, que según aclara la
investigadora, no muta, sino que see activa
patológicamente en los tumores para desarrollar la
misma función que en las células en desarrollo, será
de gran ayuda en el desarrollo de nuevas terapias. "Lo
importante ahora es encontrar represores naturales o
artificiales que inactiven la proteína para que las
células por un lado no se desprendan y no se forme
metástasis y por otro sean más sensibles a la muerte.
Hay varios grupos de investigación que trabajan en
ello en todo el mundo".
(Genes Dev. 2004; 18:1131-143)
De cómo la función muscular regula la expresión de genes en la célula.
Enrique JaimovichCentro FONDAP de Estudios
Moleculares de la Célula, Instituto de Ciencias
Biomédicas, Facultad de Medicina, Universidad
de Chile.
[email protected]
El Centro de Estudios Moleculares de la Célula
El Centro FONDAP de Estudios Moleculares de la Célula
(CEMC, www.cmcmed.cl) tiene como objetivo central
desarrollar investigación en la frontera de la ciencia en
el área de Transducción de Señales, que esté
fuertemente ligada a los Programas de Doctorado del
área biomédica de la Universidad de Chile (Doctorados
en
Ciencias
Biomédicas,
Ciencias
Médicas,
Farmacología y Bioquímica) y que apoye también el
entrenamiento posdoctoral. Su especial naturaleza
básico-clínica, permite al Centro organizar cursos,
seminarios y talleres que reúnen a científicos con un
amplio espectro de intereses, proporcionando las
bases para nuevas iniciativas que el Centro promueve
en la Facultad de Medicina, en sus Institutos y en el
entorno del campus biomédico. El Centro está abocado
al estudio de uno de los temas centrales de la biología
celular moderna – la transducción de señales entendiendo como tal el conjunto de mecanismos
básicos que utilizan las células para descifrar las
señales que reciben de su entorno y traducirlas en
respuestas específicas.
Este Centro agrupa a un
conjunto de investigadores y co-investigadores (más
de 20 en total) que plantean preguntas de relevancia
para comprender las funciones cognitivas, la
generación y acción de las hormonas, la fisiología del
músculo, la muerte celular, el envejecimiento y los
mecanismos moleculares que subyacen el cáncer. Los
temas específicos de investigación del Centro incluyen
el estudio de los mecanismos de transducción de
señales involucrados en la señalización celular mediada
por calcio en músculo esquelético, cardiaco y neuronas
(Cecilia
Hidalgo,
Enrique
Jaimovich
y
Sergio
Lavandero), en la generación de hormonas (Luigi
Devoto) y células tumorales (Andrew Quest), y en la
muerte celular provocada por estrés oxidativo (Andrés
Stutzin).
Laboratorio de ADAPTACION MUSCULAR
El investigador principal de este grupo se ha dedicado
durante muchos años al estudio de señales rápidas en
células de músculo esquelético. La mayor parte de este
trabajo ha estado dedicado a la comprensión de la
transformación de señales eléctricas en cambios de
calcio intracelular. El primer artículo de esta serie
(1976) describió la presencia de receptores de
tetrodotoxina en el sistema de túbulos transversales,
estableciendo la evidencia para la propagación de un
potencial de acción dependiente de sodio hacia el
centro de la fibra. La densidad de receptores era
diferente a la de la superficie sugiriendo una
composición diferente para los dos sistemas de
membranas. Las propiedades diferentes de los canales
sensibles a potencial del túbulo transversal fueron
estudiadas durante algún tiempo y en un trabajo
publicado en 1983, se encontró que los receptores de
dihidropiridina (rDHP), un marcador para los canales
de calcio de tipo L, estaban localizados exclusivamente
en la membrana del túbulo transversal en gran
cantidad. Estos trabajos (con más de 500 citas en la
literatura) generaron la pregunta sobre la función de
dichos receptores, ya que las corrientes de calcio en el
músculo
esquelético
son
muy
pequeñas
y
aparentemente no necesarias para el acoplamiento
excitación-contracción.
El
trabajo
de
varios
laboratorios durante la década siguiente demostró que
los rDHP juegan un rol central como sensor de
potencial en el modelo actual de acoplamiento
excitación-contracción, asociándose a los receptores
de ryanodina, canales de liberación de calcio del
retículo sarcoplasmático.
Entre 1984 y 1989 varios artículos demostraron la
presencia en las membranas de músculo esquelético
de la maquinaria metabólica necesaria para producir
inositol trifosfato (IP3). El IP3 se demostró capaz de
liberar calcio de compartimentos intracelulares (1990),
pero no se pudo demostrar un rol para el IP3 en el
acoplamiento excitación-contracción. La respuesta a
este problema necesitó de estudios en células intactas
y elegimos el músculo esquelético en cultivo (tanto
cultivo primario como líneas celulares, algunas
desarrolladas en nuestros laboratorios) como modelo.
Una serie de publicaciones recientes sugieren un rol
para
el
IP3
en
la
regulación
del
calcio
nucleoplasmático, lo que gatilla la expresión temprana
de genes en estas células. Es muy interesante el hecho
de que los rDHPs aparecen nuevamente en un papel
como sensores de potencial, ahora para el
acoplamiento excitación-transcripción.
El descubrimiento exitoso de este mecanismo se logró
uniendo a un equipo de investigadores con diferentes
capacidades expertas. La transducción de señales que
conduce a la adaptación del músculo esquelético con el
ejercicio ha sido abordada por un grupo de
laboratorios liderado por Enrique Jaimovich; su
laboratorio se especializa en la medición de señales
mediadas por calcio en células musculares en cultivo y
lo integran además Jorge Hidalgo en los aspectos
electrofisiológicos y José Luis Liberona en aspectos
bioquímicos. Los laboratorios asociados incluyen los de
María Angélica Carrasco,
quien
montó
un
laboratorio de Biología Molecular para este propósito,
Jeanne Powell (Smith College, Massachussets) quien
incorporó la inmunocitoquímica y los procedimientos
de transfección celular a nuestro laboratorio, Paul Allen
(Harvard, Boston) quien nos proveyó de líneas
celulares que no expresan receptores de ryanodina y
Jordi Molgó (Gif-sur-Yvette, Francia), quien contribuyó
a nuestros estudios en músculo adulto. Se han
agregado los laboratorios de Nora Riveros en la
expresión de genes musculares y Edio Maldonado en
los mecanismos de transcripción. La siguiente etapa es
más ambiciosa e implica el comprender los
mecanismos moleculares de la regulación de la
transcripción y la expresión génica en una célula
excitable.
Mecanismo de excitación-transcripción
En el músculo esquelético, el aumento y la disminución
de su uso así como el daño, son formas conocidas de
adaptación. Sin embargo, los mecanismos celulares
responsables de estos cambios no se conocen. El
proceso de adaptación muscular está supeditado a la
actividad nerviosa y a la interacción nervio-músculo.
Constituye, por lo tanto, un modelo de estudio tanto
para la plasticidad como para la regeneración de
células excitables.
El ión calcio es un mensajero
intracelular que está involucrado en procesos
asociados a la regulación de genes en muchos tipos
celulares. Sin embargo, dada su preponderancia en la
contracción muscular, no se ha estudiado en
profundidad su participación en otros procesos. Las
células musculares en cultivo permiten simular muchas
de las funciones presentes en el músculo adulto como
son su crecimiento, diferenciación, adaptación y
contracción.
Nuestro grupo ha descrito que en
miotubos (fibras musculares multinucleadas en cultivo)
la elevación transitoria de Ca2+ intracelular producto
de la despolarización de la membrana puede ser
modelada por dos procesos separables de forma
espacial, cinética y farmacológica. Sólo el componente
temprano está asociado con la contracción.
El
componente tardío, que dura varios segundos,
representa un tipo de señal diferente.
Nos proponemos estudiar la secuencia de eventos que
ocurren en la célula muscular inmediatamente después
de la estimulación.
Como estímulo se ha usado
además de la despolarización de la membrana la
exposición a varios agentes, incluyendo hormonas
esteroidales y no esteroidales. Así hemos logrado
identificar parte del mecanismo de transducción en la
membrana plasmática. Los resultados más recientes
indican la existencia de una serie de eventos que
siguen a un corto tiempo de despolarización por alto
potasio externo. Estos son: i). Entre 2 y 10 segundos
post despolarización hay un aumento transitorio en la
masa de IP3, ii). Entre 5 y 25 segundos hay un cambio
transitorio lento de Ca2+ que se propaga como una
onda por el miotubo, y que muestra un aumento de
Ca2+ en los núcleos que parece estar asociado con
receptores a IP3 presentes en la membrana nuclear,
iii).Entre 30 segundos y 10 minutos hay fosforilación
de quinasas activadas por mitógenos (ERK 1/2) y
fosforilación del factor de transcripción CREB, y iv).
Entre 10 a 15 minutos hay un aumento en el nivel de
expresión de RNA mensajero de los genes tempranos
c-fos, c-jun y egr-1. Una batería de experimentos con
protocolos para la inhibición específica de cada uno de
los pasos de estas secuencias así como el uso de líneas
celulares con modificaciones en proteínas claves
involucradas en la señalización por Ca2+, han permitido
establecer vínculos entre los pasos secuenciales
desencadenados
por
la
despolarización.
La
transcripción regulada por calcio está siendo estudiada
en núcleos aislados y se avanza en la identificación de
los genes tardíos regulados por este mecanismo.
Dado que el mismo tipo de cascadas de señales parece
activarse por neurotransmisores así como por
hormonas y agentes oxidantes, el conjunto de los
resultados permitirá aclarar los mecanismos generales
basados en estas cascadas que asocian la estimulación
de la membrana plasmática con la regulación de la
transcripción de genes en células musculares
esqueléticas.
El siguiente esquema resume parte de nuestros
hallazgos, los que nos permiten sentar las bases de un
mecanismo de acoplamiento entre excitación y
transcripción en células musculares esqueléticas.
Túbulo-T
Túbulo-T
rDHP
rDHP
Gi
Gi
PLC
PLC
DAG
DAGRas
Ras
IP
IP33
SR
SR
PKC
PKC
PKC
PKC
IP3R
IP3R
Ca
Ca2+2+
raf
raf
MEK
MEK
ERK
ERK1/2
1/2
P-CREB
P-CREB
CRE
CRE
Ca
Ca2+2+
IP3R
IP3R
P-ERK
P-ERK1/2
1/2
c-fos
c-fos c-jun
c-jun
Núcleo
Núcleo
Temas de futuras tesis y/o unidades de
investigación
1. Mecanismo de regulación de la transcripción in
vitro por calcio e inositol trifosfato.
2. Regulación de la expresión génica por hormonas
en células musculares. Análisis de “gene arrays”
3. Rol de los sub-tipos de receptores de IP3 en la
localización de señales de calcio en células
musculares
4. Señales de calcio en la unión neuromuscular, rol
en la regulación génica en músculo adulto.
5. Mecanismos de translocación nuclear de la PKC y
su rol en el control de la expresión génica
6. Translocación de factores de transcripción inducida
por
estimulación
eléctrica.
Estudio
inmunohistoquímico.
Publicaciones recientes
Araya, R., Liberona, J.L., Cárdenas, J.C., Riveros, N., Estrada,
M., Powell, J.A. Carrasco, M.A. and Jaimovich, E. (2003)
Dihydropyridine receptors as voltage sensors for a
depolarization-evoked, IP3R-mediated, slow calcium signal in
skeletal muscle cells. J. Gen Physiol 121:3-16
Carrasco, M.A., Riveros, N., Ríos, J., Müller, M., Torres, F.
Pineda, J., Lantadilla, S. and
Jaimovich, E. (2003).
Depolarization induced slow calcium transients activate early
genes in skeletal muscle cells. Am J. Physiol (Cell Physiol.)
284:C1438-C1447
Estrada M, Espinosa A, Müller M and Jaimovich E. (2003)
Testosterone stimulates intracellular calcium release and
mitogen-activated protein kinases in skeletal muscle cells.
Endocrinology. 144: 3586-3597.
Powell, JA, Molgó, J, Adams, DS, Colasante, C, Williams, A,
Bohlen, M. and Jaimovich E. (2003). IP3 Receptors and
Associated Ca2+ Signals Localize to Satellite Cells and to
Components of the Neuromuscular Junction in Skeletal
Muscle. J. Neuroscience, 23: 8185-8192.
Ibarra C , Estrada M, Carrasco L, Liberona JL, Chiong M,
Díaz-Araya G, Cardenas C, Jaimovich E and Lavandero S
(2004) IGF-1 Induces an Inositol 1,4,5-TrisphosphateDependent Increase in Nuclear and Cytosolic Calcium in
Cultured Rat Cardiac Myocytes J. Biol. Chem 79:7554-7565.
Eltit JM, Hidalgo J. and Jaimovich E. (2004) Slow calcium
signals after tetanic electrical stimulation in skeletal
myotubes. .Biophysical J., en prensa.
MATRIMONIO GERTY Y CARL CORI.
“Es nuestra creencia que el arte y la ciencia
pueden crecer y convertirse en una sociedad que
acaricie la libertad y que demuestre el respecto
por las necesidades, la felicidad y la dignidad de
seres humanos.
Mi esposa y yo estamos
orgullosos de haber sido honrados por un país
que sobresalga en todas estas calidades y
estamos felices de ser huéspedes en esta ciudad
hermosa y hospitalaria.”
Carl y Gerty Cori fue un
matrimonio
de
bioquímicos
estadounidenses
que
trabajando
en
equipo
descubrieron
la
glucosa-1fosfato, intermediario activado
y designado como “ester de
Cori”.
Dicha
molécula
representa el primer paso en la
conversión del glucógeno a
glucosa.
Posteriormente,
identificaron
la
enzima
responsable de este proceso catalítico y que fue
denominado ciclo de Cori. Los Cori postularon que el
glucógeno hepático es convertido en glucosa circulante
y luego reconvertido a glucógeno en el tejido
muscular, donde es desdoblado en ácido láctico
proveyendo la energía para la contracción muscular.
También establecieron el papel de la epinefrina y la
insulina en el metabolismo de la glucosa. Gerty
Theresa Cori fue así la primera mujer en recibir el
Premio Nobel en Medicina y Fisiología.
Carl Cori nació en Praga, el 5 de
Diciembre de 1986. Durante su
infancia su padre, el Dr. Carl I.
Cori, fue director del Marine
Biological Station in Trieste, por lo
que Carl pasó su aquí su niñez.
Recibió una temprana introducción
a las ciencias gracias a su padre.
Estudió en el Gymnasio en Trieste
y
se
graduó
en
1914.
Posteriormente entró a estudiar
medicina en la Universidad Alemana de Praga. Durante
la Primera Guerra Mundial sirvió como teniente en el
cuerpo sanitario del ejército austriaco sobre el frente
italiano. Después de esto volvió a la universidad y en
1920 el grado de Doctor en Medicina. Ese mismo año
contrajo matrimonio con su compañera de carrera
Gerty R. Paso un año en la Universidad de Viena y un
año como ayudante de Farmacología en la Universidad
de Graz, hasta que en 1920 aceptó un cargo como
Bioquímico en el State Institute for the Study of
Malignant Diseases in Buffalo, New York. En 1931, es
designado profesor de farmacología de la Escuela de
Medicina de la Universidad de Washington en San Luis,
donde más tarde será profesor de Bioquímica.
Gerty nació el 15 de agosto de 1986 en Praga, de la
antigua Checoslovaquia. . En 1906 entro a un liceo de
señoritas donde se graduó en 1912. Una vez rendido el
examen de admisión para la universidad ingresó en
1914 al Tetschen Realgymnasium . Más tarde entró a
la Escuela de Medicina de la Universidad Alemana de
Praga y recibió el doctorado en medicina en 1920 y se
casó, al graduarse, con su compañero de estudios Carl
Cori. Con él formó el más exitoso y sólido equipo de
investigación, hasta su muerte; el tercer equipo en la
historia después de los de Marie y Pierre Curie e Irene
y Frederic Joliot- Curie. Trabajó primero en Viena, en
el Hospital de Niños y luego emigró con su marido
hacia los Estados Unidos de América.
Carl y Gerty trabajaron juntos en
Buffalo, y cuando el se trasladó a
San Luis ella trabajó con él como
investigador asociado. Gerty se
hizo profesora de Bioquímica en
1947.
El matrimonio Cori ha trabajado
conjuntamente en la mayoría de
sus trabajos de investigación,
comenzando desde sus días como
estudiantes debido a su interés mutuo por las ciencias
preclínicas. Su primera publicación
resultó de un
estudio inmunológico del complemento del suero
humano.
En América, primero estudiaron el destino del azúcar
en el cuerpo animal y los efectos de la insulina y
epinefrina. Demostraron la presencia de glicólisis de
tumores in vivo. Su trabajo sobre el metabolismo de
los carbohidratos
paso
desde
estudios
de
interacciones de
tejidos
aislados
de animales y
finalmente
extractos
de
tejidos y enzimas
aisladas, algunas
fueron estudiadas
en
su
forma
cristalina.
En 1936, aislaron
glucosa-1fosfato, el “estercori”, y trazaron
el diagrama de
la actividad
de
fosforilasa,
la
cual cataliza el
rompimiento y la
síntesis
de
polisacáridos:
este
descubrimiento
hizo posible la
síntesis
enzimática
del
glicógeno y del
almidón in vivo.
Posteriormente,
fosforilasa y otras
enzimas
fueron
cristalizadas.
El
matrimonio
Cori
estaba
constantemente
interesado en el
mecanismo de la
acción de las hormonas y habían realizado varios
estudios sobre la pituitaria. Observaron que la
marcada disminución en glicógeno y la baja de azúcar
en la sangre en ratas hipofisectomisadas ocurrían con
un incremento concominante en el índice de oxidación
de la glucosa. Posteriormente, por un estudio de la
acción de las hormonas sobre hexokinasa, ellos
observaron que algunos extractos pituitarios inhiben a
esta enzima in vivo e in vitro y que la insulina
contrarresta esta inhibición.
Además, de su propio trabajo altamente original, el
matrimonio Cori siempre ha sido una fuente de
inspiración para sus colegas en los distintos centros
activos de investigación bioquímica que han dirigido.
Ellos han contribuido en muchos artículos para The
Journal of Biological Chemestry y otros periódicos
científicos.
Carl Cori y Gerty Cori
fueron miembros de
la American Society
of
Biological
Chemistry,
de
la
National Academy of
Sciences,
de
la
American Society y
de
la
American
Philosophical Society.
Ellos
fueron
presentados
conjuntamente con el
Midwest
Award
(American Chemical
Society) en 1946 y
al Squibb Award en Endocrinologia en 1947.
Además Gerty Cori recibió el Garvan Medal en 1948, el
St. Louis Award en 1948 y fue nombrada Doctor
honorario de Ciencias para la Universidad de Boston
(1948), Smith College (1949), Yale (1951), Colombia
(1954), y Rochester (1955).
Carl Cori, miembro del Royal Society (Londres) y de la
American Association for the Advancement of Science,
también recibió la Medalla Willard Gibbs en 1948, el
Sugar Research Foundation Award (1947,1950) y
Doctor honorario de Ciencias para Western Reserve
University (1946), Yale (1946), Boston (1948) y
Cambridge (1949). Fue Presidente del IV Congreso
Internacional de Bioquímica. (Viena, 1958).
Carl y Gerty se nacionalizaron norteamericanos en
1928.
El 26 de Octubre de 1957 muere la Dra Gerty Cori y en
1960, Carl contrae matrimonio por segunda vez con
Anne Fitz-Gerald Jones.
“Nuestra colaboración comenzó hace 30 años
cuando
seguíamos
siendo
estudiantes
de
medicina en la universidad de Praga y ha
continuado desde entonces. Nuestros esfuerzos
han sido en gran parte complementarios, y el uno
sin el otro no habría logrado conseguir lo que
logramos en combinación.. Mientras aun muy
jóvenes tuvimos la fortuna de ir a los Estados
Unidos. Nuestro país adoptado nos ha tratado
con extrema generosidad
y ha sido de gran
importancia para nuestro desarrollo científico y
nuestra perspectiva el vida.”
Su único hijo, Tom Cori nació cuando ella tenía
cuarenta años. Las expectativas de sus padres pesaron
en la decisión del muchacho, que de adolescente era
apasionado por el béisbol, pero luego se inclinó por la
Química y pasó a presidir una empresa de productos
químicos.
Los Cori desarrollaron
el fundamento de cómo
se alimentan las células
y
transforman
la
energía. El concepto es
ahora parte del estudio
básico de Ciencias, por
lo que es difícil verlo
como el descubrimiento
revolucionario de su
época,
en
1920.
Estudiaron el papel de
los azúcares en el
cuerpo animal y los
efectos de la insulina y
adrenalina. Su trabajo con el metabolismo de
carbohidratos pasó de estudios de animales completos
al aislamiento de tejidos, y luego a extractos de tejido
y encimas.
Fueron pioneros en la investigación de enzimas, las
proteínas que permiten a las células funcionar, crecer
y
reproducirse.
Sus
estudios
de
hormonas
contribuyeron a la comprensión del papel de la
pituitaria y de desórdenes metabólicos, como la
diabetes. Además de su intenso trabajo, los Cori
fueron una fuente de inspiración y empuje para sus
colegas en los centros de investigación bioquímica que
dirigieron.
El cuerpo de profesores del Carolina Institute decidió
entregar el Premio Nobel de 1947 en Fisiología y
Medicina de manera compartida. Una parte fue
otorgada al Matrimonio Cori por el descubrimiento de
el curso de la conversión catalítica de glucógeno, y la
otra parte fue dada al Profesor Bernardo Houssay.
Ellos han revelado las reacciones enzimáticas entre
glucosa y glucógeno, y han mostrado que estas
reacciones son controladas por factores fisiológicos.
ENFERMEDAD DE ALZHEIMER: SEGUNDA PARTE
Mecanismos patogénicos. La hipótesis del
amiloide.
El estudio de las anomalías anatómicas presentes
en la enfermedad de Alzheimer ha permitido
discernir los mecanismos patogénicos de la
enfermedad. Las placas seniles están formadas
por una proteína fundamental (Ab) de 40-42
aminoácidos, siendo la enfermedad de Alzheimer
una amiloidosis. Por amiloide se entiende el
acúmulo de diferentes proteínas, que tienen en
común su estructura bplegada, que le confiere
una afinidad especial por el colorante rojo Congo,
en las preparaciones histológicas. El material
amiloide
se
puede
depositar
de
forma
generalizada por todo el organismo (amilodosis
sistémicas, como la amiloidosis secundaria a
infecciones crónicas) y amiloidosis confinadas a
un determinado órgano (amiloidosis localizadas,
como la angiopatía amiloide cerebral, en la que
hay acúmulo de material amiloide en la capa
media
de
las
arterias
cerebrales
y
leptomeníngeas). En todas las amiloidosis existe
una proteina fundamental, que en el caso del
Alzheimer es la proteina Ab.
En 1984 Glenner y Wong aislaron y secuenciaron
la proteína fundamental de las placas seniles,
una proteína de 40 a 42 aminoácidos que
llamaron b proteína, y que más tarde pasó a
denominarse A4, por su tamaño de 4 Kilodalton,
o finalmente Ab o beta amiloide. Una vez
conocida su secuencia, se pudo construir una
sonda de ADN, que se hibridó con su
complementario en el genoma, encontrándose
que la proteína Ab, era solo una parte de una
proteína de mayor tamaño, llamada proteína
precursora de amiloide, de la que se deriva
mediante proteolisis. La APP, se codifica por un
gen localizado en el cromosoma 21, formado por
18 exones, existiendo 7 isoformas, que se
producen por procesamientos alternativos de
estos exones. Estas isoformas tienen un tamaño
de 365, 563, 695, 714,751 y 770 aminoácidos.
De todas ellas parece que las isoformas 751 y
770 son las que más importancia tienen en la
enfermedad de Alzheimer, dado que el resto o no
contienen la secuencia Ab y por lo tanto no
pueden generar placas seniles o no se expresan
en el cerebro. No se conoce con exactitud cual es
la función de la APP in vivo, habiéndose descrito
diferentes funciones como inhibidor de proteasas,
lo que hace que cuando se ramifique la neurona,
las proteasas, que inicialmente abren el camino a
esta ramificación cuando son inhibidas se permite
la formación de sinapsis estables. A nivel
extracerebral la función inhibidora de proteasas
interviene en la formación de los coágulos
sanguíneos. Otras posibles funciones descritas de
la proteína precursora de amiloide son la función
como receptor asociado a la proteína G, un papel
neurotrófico y de estímulo de crecimiento celular
en medio de cultivo.
La APP es un proteína transmembrana, localizada
especialmente en las prolongaciones de las
neuronas.
Su
degradación
se
produce
"segregándose" parte de la APP al medio
extracelular, por lo que se ha denominado a las
proteinas que la degradan "secretasas". La
principal vía de rotura de la APP es a través de la
a secretasa, que rompe la APP en la zona de
peptido Ab, segregándose por tanto restos de
APP que no se agregan y por tanto no
amiloidogénicos. Existen otras dos secretasas (b
secretasa y g secretasa) que rompen la APP en
los extremos del peptido Ab, segregándose restos
de APP amiloidogénicos. Por tanto, el estímulo de
la vía a secretasa, evita la formación de
depósitos beta amiloides, mientras que la
inhibición de esta vía metabólica o el estímulo de
la vía de la b y g secretasa origina deposito Ab.
Una vez formado el depósito de amiloide, este
depósito parece que ejerce su toxicidad por
varios mecanismos, desde aumento de los
procesos de oxidación de las membranas a
estímulo glutaminérgico y entrada de calcio en la
célula.
Las hormonas esteroideas como el 17b-estradiol
y la dihydroepiandrostendiona (DHEA) también
parecen regular el metabolismo de la APP en
células en cultivo. Posiblemente, a través del
aumento de la actividad de la proteína kinasa C
que inducen los estrógenos, estos compuestos
podrían reducir el depósito de Ab.
De otra parte, la proteína tau, constituyente de
los ovillos neurofibrilares, es una proteína
codificada por un gen localizado en el cromosoma
17, formado por 13 exones, existiendo 6
isoformas. Su función es la estabilización de los
microtúbulos que forman el citoesqueleto de la
neurona.
Durante años, se ha discutido cual de las dos
alteraciones, las placas seniles o la degeneracion
neurofibrilar, era la lesión fundamental en la
enfermedad de Alzheimer y cual era la lesión
secundaria. Sin embargo, los hallazgos de los
últimos años, fundamentalmente de la genética
del Alzheimer y de las demencias frontales,
parecen indicar que es la placa senil la alteración
primaria en estos pacientes.
Hoy en día se piensa que en la Enfermedad de
Alzheimer, la alteración fundamental está en el
procesamiento de la APP (teoría amiloidogénica o
de la cascada de amiloide), siendo la
degeneración
neurofibrilar
un
fenómeno
secundario.
Neurotransmisión. El sistema colinérgico en
la Enfermedad de Alzheimer.
La pérdida de memoria es la alteración más
precoz en el Alzheimer. La base biológica de esto
es que los circuitos neuronales implicados en el
aprendizaje y memoria son los más precoz e
intensamente lesionados. Dos circuitos neurales
involucrados en las diversas facetas de la
memoria, son los que presentan la principal
afectación: la conexión del hipocampo y el cortex
entorinal con el resto del cortex y la del sistema
colinérgico del cerebro basal anterior con el
cortex.
De los múltiples sistemas de neurotransmisores
implicados en la fisiopatología de la enfermedad
de Alzheimer, el mejor caracterizado es el
sistema colinérgico. Fisiológicamente, la sinapsis
colinérgica asegura su funcionalidad con la
síntesis
de
acetilcolina
(por
la
enzima
colinoacetilasa)
a
nivel
de
la
terminal
presináptica,
y
su
unión
a
receptores
muscarínicos y nicotínicos tanto presinápticos
como postsinápticos, y su rápida degradación por
la enzima acetilcolinesterasa.
La actividad colinoacetilasa sólo se deteriora en
estadíos muy avanzados de la enfermedad.
La sinapsis colinérgica asegura su funcionalidad
mediante la síntesis de acetilcolina (ACh) por
acción de la enzima colinoacetilasa, también
conocida como colino-acetil-transferasa (CAT).
Esta enzima es sintetizada en el soma de las
neuronas colinérgicas siendo posteriormente
transportada hacia el axón donde va a intervenir
en la síntesis de la ACh a partir de sus
precursores fisiológicos acetil-coenzima A y
colina. La colina procede del medio extracelular,
donde existe a concentraciones micromolares
bajas, siendo captada hacia la terminal
colinérgica por acción de un transportador,
siendo por tanto éste un factor limitante en la
síntesis de ACh. La síntesis de la ACh se produce
en el citosol, siendo posteriormente almacenada,
gracias a la acción de un transportador, en
vesículas sinápticas que, mediante un proceso de
exocitosis dependiente de calcio, serán liberadas
al espacio sináptico. Una vez liberada, la ACh se
va a unir a receptores muscarínicos y nicotínicos
presentes tanto a nivel presináptico como a nivel
postsináptico.
Los
receptores
muscarínicos
localizados
a
nivel
postsináptico,
fundamentalmente del subtipo M1, parecen estar
relacionados con procesos de aprendizaje,
mientras
que
los
localizados
a
nivel
presináptico,
generalmente del subtipo
M2 parecen ejercer un
efecto
de
retroalimentación
negativa, reduciendo la
liberación de ACh.
Con respecto a los receptores nicotínicos, existe
una amplia variedad de ellos que ejercen
múltiples funciones a nivel del Sistema Nervioso
Central (SNC), si bien en términos generales
puede decirse que los receptores nicotínicos
presinápticos ejercen un papel modulador de la
liberación de neurotransmisores, mientras que
los
postsinápticos
median
procesos
de
transmisión sináptica excitatoria.
Los
receptores
muscarínicos parecen
estar disminuidos y se
sabe
que
los
bloqueantes
muscarínicos (p. ej.
escopolamina)
provocan un deterioro
de la cognición y, por tanto un agonista
muscarínico podría resultar útil para mejorar el
aprendizaje en estos pacientes.
En particular, estudios in vitro sobre material de
autopsias e in vivo usando tomografía de emisión
de positrones han demostrado una disminución
temprana de los niveles de receptores nicotínicos
de acetilcolina que contienen subunidades α4,
α3, y α7.Tiene especial interés la observación de
que sólo los niveles de RNA mensajero de la
subunidad α7 se encuentran alterados, lo que
induce a pensar en una asociación particular
entre los receptores que contienen esta
subunidad y la patología. Por consiguiente, el
desarrollo de ligandos selectivos por subtipos de
receptores nicotínicos es un desafío importante,
tanto desde el punto de vista de una mayor
comprensión de la enfermedad en sí como de su
eventual tratamiento.
Así, a los datos epidemiológicos que apuntan a
un efecto neuroprotector de la nicotina se suman
estudios que demuestran que la neuroprotección
in vitro por nicotina frente al daño inducido por
Aβ es bloqueada por un antagonista de
receptores α7.
Entre los agonistas nicotínicos naturales se
cuentan, además de la nicotina, la epibatidina,
que es el veneno de una ranita de la selva
ecuatoriana y la citisina, alcaloide característico
de muchas plantas de la familia de las
leguminosas. En los últimos años se ha
investigado un número considerable de agonistas
nicotínicos sintéticos. Estos compuestos, sin
embargo, mantienen un patrón común a los
agonistas naturales: tienen alta afinidad por los
receptores que contienen subunidades α4 y
afinidad mucho menor por los que contienen
subunidades α7.
Al postularse la "teoría colinérgica del Alzheimer"
(Bartus et al., 1982) se pensó que, de forma
similar a lo que ocurría en otras enfermedades
neurodegenerativas como la enfermedad de
Parkinson. Sin embargo, los primeros intentos de
tratamiento de pacientes de Alzheimer con
precursores colinérgicos (principalmente colina y
lecitina)
no
resultaron
satisfactorios,
no
pudiéndose confirmar la utilidad clínica de estos
agentes mediante ensayos clínicos controlados.
"Teoría colinérgica del Alzheimer”:
1- Diferentes estudios postmortem de unión de
[3H]-nicotina a membranas y rodajas cerebrales
(autorradiografía), estudios de imagen con
tomografía de emisión de positrones (PET)
utilizando
[11C]-nicotina
y
estudios
inmunohistoquímicos
utilizando
anticuerpos
selectivos, muestran una reducción en la
densidad de receptores nicotínicos en diferentes
áreas cerebrales. (Perry et al., 1995; Nordberg et
al., 1993, 1995; Shiver et al., 1999; Martín-Ruiz
et al., 1999; Wevers et al., 1999; Guan et al.,
2000; Burghaus et al., 2000).
2- Se ha observado una disminución del número
de placas necróticas en cerebros de fumadores,
en comparación con los de no fumadores (Ulrich
et al., 1997), si bien no está claramente
establecido si el hábito de fumar puede ser
considerado o no como un factor de protección
frente
al
desarrollo
de
la
enfermedad,
encontrándose tanto datos que sugieren una
correlación negativa entre el hábito de fumar y el
desarrollo de la enfermedad (Brenner et al.,
1993), como estudios que sugieren la existencia
de una correlación positiva entre estos dos
factores (Shalat et al., 1987).
3- Por otro lado, en pacientes fumadores existe
una mayor densidad de receptores nicotínicos
cerebrales, al mismo tiempo que se observa una
menor neurodegeneración (Nordberg et al.,
1995). Esta acción "neuroprotectora" de la
nicotina se relacionaría con la capacidad de ésta
de inducir la síntesis de factores de crecimiento
nervioso o de reducir la citotoxicidad para
glutamato; recientemente se ha descrito que
este papel neuroprotector de los agentes
nicotínicos estaría mediado por los receptores del
subtipo α7 (Donelly-Roberts et al., 1996; Kaneko
et al., 1997; Shimohama et al., 1998)
probablemente debido a la mayor permeabilidad
al catión Ca2+ de este subtipo receptorial.
4- La neurotransmisión colinérgica nicotínica está
también implicada en los procesos de aprendizaje
y memoria y así se ha podido observar que la
administración de agonistas nicotínicos mejoran
el aprendizaje en modelos animales (Summers y
Giacobini, 1995), así como una mejoría de las
funciones
cognitivas
en
pacientes
con
enfermedad de Alzheimer a los que se administró
nicotina por vía sistémica (Newhouse et al.,
1988; Shahakian et al., 1989), mientras que la
administración de un antagonista de los
receptores nicotínicos como la mecamilamina
puede empeorar estas funciones en sujetos
sanos (Newhouse et al., 1994).
Respecto a otros neurotransmisores, el principal
neurotransmisor
implicado
en
el
circuito
hipocampo cortical, es el glutamato. En la
enfermedad de Alzheimer se han descrito
alteraciones en los niveles de glutamato.
Galantamina
Alzheimer.
para
la
enfermedad
La
del
galantamina
((4aS,6R,8aS)-6hidroxi-3-metoxi-11metil-5,6,9,10,11,12hexahidro-4aHbenzofuro
[3a,3,2e,f][2] benzazepina)
es
un
alcaloide
(sustancia
nitrogenada natural
derivada de plantas) con un grupo nitrógeno
terciario
que
tiene
una
actividad
anticolinesterásica. Fue aislado por primera vez
en 1952 del bulbo del Galanthus woronowii.
Actualmente, la galantamina se obtiene mediante
síntesis de laboratorio. La galantamina se
absorbe rápidamente en el tubo digestivo tras la
administración oral y la concentración plasmática
máxima se alcanza tras 1,2 horas. La
biodisponibilidad oral absoluta es elevada (88,5100%). Presenta una baja unión a proteínas
plasmáticas
(17,7%)
a
concentraciones
terapéuticas. La vida media de la galantamina es
de unas 7-8 horas, lo que permite ser
administrado dos veces al día. Su novedoso
mecanismo de doble acción sobre el
sistema colinérgico central, inhibiendo la
degradación de acetilcolina y potenciando
la acción de ésta sobre los receptores
nicotínicos, hacen de ella un fármaco con
propiedades farmacologicas interesantes.
La modulación de receptores y su capacidad
para modificar las respuestas intracelulares
abren un nuevo campo de investigación cuyos
resultados preliminares son muy prometedores
para comenzar a evaluar en la clínica un efecto
modificador del curso de la enfermedad. El
comportamiento cinético y perfil de seguridad de
galantamina en humanos hacen que sea cómodo
su uso en una población anciana.
Síndrome de Down.
Virtualmente, todas las personas con síndrome
de Down presentan en sus cerebros a la edad de
35-40 años lesiones características de Alzheimer.
La beta-secretasa BACE2 (pepsina de la familia
de las aspartil proteasas que forma amiloide beta
a partir de la proteina precursora) se codifica en
el cromosoma 21, extracopiado en el síndrome
de Down, lo que levanta la posibilidad que tal
proteasa contribuya a la aparición del fenotipo
patológico del Alzheimer en los pacientes
downianos por producir en los mismos más
amiloide beta desde su nacimiento.
Diagnóstico de la Enfermedad de Alzheimer
Actualmente la única manera definitiva para
diagnosticar la enfermedad de Alzheimer es
investigar sobre la existencia de placas y ovillos
en el tejido cerebral. Pero para observar el tejido
cerebral se debe esperar hasta que se haga la
autopsia (examen del cuerpo que se hace
después
que
la
persona
muere).
Por
consiguiente, los médicos deben hacer un
diagnóstico de "posible" o "probable" enfermedad
de Alzheimer en vida del paciente.
La corriente actual es que la Enfermedad de
Alzheimer no es un diagnóstico de exclusión, sino
que existe una capacidad para realizar este
diagnóstico con seguridad en base a criterios de
inclusión y exclusión. Los criterios NINCDSADRDA (siglas correspondientes a la comisión
creada para generar los criterios de diagnóstico
formada por el National Institute of Neurological,
Communicative Disorders and Stroke y la
Alzheimer's Disease and Related Disorders
Association) que provee tres niveles de seguridad
diagnóstica: Enfermedad de Alzheimer definida,
cuando existe un cuadro clínico apropiado de
demencia y confirmación autópsica o mediante
biopsia, al que recientemente se ha añadido que
la existencia de una mutación en el gen
de
la
APP
o
las
presenilinas;
Enfermedad de Alzheimer probable,
que es el diagnóstico que se realiza
habitualmente
cuando
hay
una
historia clínica característica y se
excluyen
otros
procesos
con
la
exploración y los datos de laboratorio y
Enfermedad de Alzheimer posible cuando
la demencia presenta datos de atipicidad
para la Enfermedad de Alzheimer, como
puede ser la alteración precoz en el habla o si
existe otro proceso demenciante, aunque se
piense que la Enfermedad de Alzheimer es la
causa principal de la demencia. En la práctica
clínica diaria estos criterios únicamente se
utilizan como referencia.
Las pruebas de imagen para el diagnóstico de la
demencia senil son la resonancia magnética
cerebral, la tomografia axial computarizada y las
técnicas de medicina nuclear. En pacientes con
Enfermedad de Alzheimer se detecta mediante
resonancia magnética la existencia de atrofia
cortical y subcortical en mayor o menor grado,
que se manifiesta por aumento de tamaño de los
surcos corticales, espacio subaracnoideo y
sistema ventricular. Pero esta exploración es de
alto costo y exige una gran colaboración del
enfermo. Por ello, la principal prueba de imagen
en el estudio del Alzheimer es actualmente la
tomografía axial computarizada. Esta prueba
tiene un costo menor y un tiempo de realización
más bajo, lo que se adapta mejor al paciente con
demencia.
Además existen dos pruebas isotópicas aplicables
al estudio de esta enfermedad: la tomografía de
emisión de fotón único (SPECT) y la tomografía
por emisión de positrones (PET). La PET permite
evaluar los procesos bioquímicos y fisiológicos
cerebrales de los pacientes con enfermedad de
Alzheimer. La PET tiene mayor resolución y
sensibilidad diagnóstica.
Es una tecnica de
exploracion
por
imagen
basada
en
el
metabolismo celular. Con ella pueden detectarse
Enfermedad de Alzheimer en las primeras fases.
Sin embargo, la corta vida media del isótopo
utilizado hace que sea una prueba cara y
disponible en pocos sitios.
Marcadores biológicos de la Enfermedad de
Alzheimer
El diagnóstico de la Enfermedad de Alzheimer
mediante criterios clínicos, aunque tiene una alta
precisión, tiene un cierto grado de incertidumbre,
que ha llevado a la búsqueda de marcadores
biológicos (ver cuadro de texto) que sean
capaces de aumentar esta precisión hasta hacer
innecesarios los estudios neurohistológicos Los
marcadores biológicos actualmente disponibles
para el diagnóstico de la Enfermedad de
Alzheimer incluyen los test genéticos, los
estudios de proteínas del plasma y finalmente la
determinación de péptidos en el LCR. Los test
genéticos son los estudios de mutaciones de la
APP y Ps, que restringidos a aquellas familias con
Enfermedad de Alzheimer hereditaria, deben
realizarse por su alto valor predictivo y la
determinación del genotipo APOE que dado la
mayor presencia del genotipo e4 en las formas
de Enfermedad de Alzheimer esporádica puede
usarse para el diagnóstico de la Enfermedad de
Alzheimer
en la
población general. Los
marcadores biológicos de Enfermedad de
Alzheimer del LCR se basan en el estudio de los
niveles de proteínas implicadas en el mecanismo
de la enfermedad. Los niveles de Ab42 en LCR
son más bajos que los de los controles,
disminuyendo aún más a medida que progresa la
enfermedad, lo que se pone en relación con el
depósito progresivo del péptido en el cerebro. Por
el contrario, existe un aumento de los niveles de
proteína tau en LCR en pacientes con
Enfermedad de Alzheimer. La sensibilidad de
estos marcadores varía entre un 60-90 por ciento
y un 70-96 por ciento respectivamente. Otro
marcador de esta enfermedad en el líquido
cefalorraquídeo es la AD7C-NTP, una proteína
transmembrana con propiedades de receptor
cuyo cDNA se ha clonado recientemente. Su
patrón de expresión es predominantemente
neuronal y su expresión está aumentada en la
Enfermedad de Alzheimer.
Más cerca de aclarar la causa del Alzheimer
Acaba de publicarse un trabajo que puede tener
mucha
trascendencia
en
el
definitivo
descubrimiento de la causa última de la
enfermedad de Alzheimer y, en consecuencia, el
hallazgo de un tratamiento curativo de la misma.
Varios investigadores de la Feinberg School of
Medicine de la Northwestern University, de
Chicago, recurrieron a las técnicas de ingeniería
genética, tan generalizadas hoy en biomedicina y
sobre todo en neurociencias, para producir un
modelo de Alzheimer en ratones lo que,
evidentemente, no es lo ideal para explicar la
enfermedad humana pero sí resulta una
aproximación
científicamente
válida.
Estos
ratones,
a
medida
que
envejecen,
van
acumulando amiloide ß en sus cerebros lo mismo
que ocurre en los pacientes con Alzheimer. Lo
importante del trabajo que comento es que los
ratones modelo de Alzheimer fueron manipulados
genéticamente para que no expresaran ßsecretasa. Deprivados de esta enzima, estos
animales no produjeron amiloide ß, no perdieron
capacidades de aprendizaje y sus sinapsis
funcionaron con normalidad a pesar de ir
haciéndose viejas. Lo bueno además es que no
apareció efecto adverso o indeseable de tipo
alguno. Con lo cual hay firmes esperanzas de que
pueda iniciarse pronto el ensayo clínico
correspondiente en enfermos con productos
inhibidores de la ß-secretasa.
Cuadro de texto
Test en investigación (marcadores biológicos
de la Enfermedad de Alzheimer)
¾ En sangre: niveles de Ab42, proteína p97 y
genotipo APOE
¾ En LCR: niveles de Ab40 y Ab42, tau,
ADC7-NTP
¾ Resonancia magnética espectroscópica
INTRODUCCIÓN
Los términos " northern " y " western" derivan de "
southern" (observen la diferencia) según lo inventado
por E. M. Southern en los años 70. En una southern
blot, los fragmentos del DNA primero son separados
por tamaño usando electroforesis de gel. El DNA se
corta generalmente con endonucleasas de restricción
para crear los fragmentos de tamaños definidos. Los
endonucleasas de restricción cortan solamente el DNA
en sitios específicos, así tienen capacidad de crear
fragmentos de DNA de longitud definida. Una muestra
del DNA cortado se coloca en un extremo de un " gel "
hecho de agarosa.
Cuando se aplica un campo eléctrico, el DNA
negativamente cargado emigra a través del gel hacia
el lado positivo del aparato en electroforesis. Los
segmentos de DNA más pequeños tienen más facilidad
de moverse a través de la matriz de agarosa. De este
modo las moléculas del DNA se pueden separar por
tamaño.
Después de electroforetizar, el gel se quita del
aparato, y del DNA es transferido sobre una
membrana.
Membranas
de
nitrocelulosa
fueron
utilizadas
originalmente, pero no se comportan de forma ideal;
membranas de nylon se utilizan en vez de
nitrocelulosa.
La membrana, con los pedazos asociados del DNA,
pueden ahora estar * rastreados * con una secuencia
específica del DNA, la punta de prueba reconoce una
secuencia única del DNA que atará a un sitio específico
en la membrana. Las puntas de prueba se etiquetan
generalmente de una cierta manera, a menudo con los
isótopos radiactivos (32P o 35S, e.g.).
La membrana bloteada puede después ser colocada
debajo de la película y ser desarrollada. Las bandas
oscuras aparecerán donde están las secuencias radio
marcadas del DNA pegadas a la membrana.
"Northern blot" y " western " siguen el mismo
procedimiento que la southern blot – fraccione por
tamaño, transfiera a una membrana, después sondee pero utilizan diversos materiales distintos.
Los
nombres fueron utilizados en " honor direccional " de
southern blot " (¿quién dice que la ciencia no puede
incitar la diversión en sí misma?).
En
un
northern blot
las moléculas
del RNA son
identificadas.
En
un
western, las
proteínas son
de
tamaño
fraccionado
en
un
gel
hecho de la
acrilamida,
transferido a
una
membrana,
después
sondeado
comúnmente
con
los
anticuerpos que deben reconocer proteínas específicas.
WESTERN BLOTTING
El análisis western blot puede detectar una proteína en
una mezcla de cualquier número de proteínas. No
importa si la proteína se haya sintetizado in vivo o in
vitro. Este método es, sin embargo, dependiente en el
uso de un anticuerpo de alta calidad dirigido contra
una proteína deseada. Se debe poder producir por lo
menos una porción pequeña de la proteína de un
fragmento reproducido del DNA.
Se utilizará este
anticuerpo como punta de prueba para detectar la
proteína del interés. El western blot indica cuánto se
ha acumulado de la proteína en tales células. Si se
está interesado en el índice de la síntesis de una
proteína, la técnica Radio-Immune precipitation (RIP)
puede ser un mejor análisis. También, si una proteína
se degrada rápidamente, western blotting no la
detectará bien; necesitará utilizar (RIP).
PROTOCOLO
APLICACIONES:
1. Separe las proteínas usando electroforesis de gel
de SDS-poliacrilamida (también conocido como SDSPAGE). Esto separa las proteínas por tamaño.
Mientras que ELISA mide el anticuerpo al virus entero
y da un resultado "positivo", "negativo " o
indeterminado, el western blot es una prueba más
específica. Permite que uno visualice los anticuerpos
dirigidos contra cada proteína viral. Por esta razón, es
una prueba confirmativa para un ELISA positivo de
VIH.
El VIH, como cualquier otro virus, se compone de un
número de diversas proteínas. El carril positivo del
control del western blot contiene las proteínas de los
sueros de los pacientes así como las proteínas del VIH.
La positividad del VIH se puede por lo tanto confirmar
solamente por la presencia de los tipos siguientes de
proteínas:
2. Coloque una membrana de nitrocelulosa en el gel
y, con electroforesis, conduzca las bandas de la
proteína (polipéptido) sobre la membrana de
nitrocelulosa. La carga negativa tendrá que estar en el
lado del gel y la carga positiva en el lado de la
membrana de nitrocelulosa para conducir las proteínas
cargadas negativamente encima de la membrana
cargada positivamente de nitrocelulosa. Esto le da una
membrana de nitrocelulosa que se imprima con las
mismas bandas de la proteína en gel.
Hay que pasar con cierto ensayo y error para
encontrar el pH óptimo, también se necesita estar
seguro de que no haya burbujas de aire entre la
nitrocelulosa y el gel o las proteínas no se transferirán.
3.
Incube la membrana de nitrocelulosa con un
anticuerpo primario. El anticuerpo primario, que es el
anticuerpo específico mencionado arriba, se pega a su
proteína y forma un complejo anticuerpo-proteína con
la proteína de interés.
4.
Incube la membrana de nitrocelulosa con un
anticuerpo secundario. Este anticuerpo debe ser una
conjugación del anticuerpo-enzima.
El anticuerpo
secundario debe ser un anticuerpo contra el anticuerpo
primario.
La enzima conjugada permitirá que se
visualice el complejo anticuerpo-proteína.
5.
Para ver realmente la enzima en acción, se
necesitará incubarla en una mezcla de reacción que
sea específica para su enzima. Si todo es trabajado
correctamente, se ven bandas dondequiera que haya
un
complejo
anticuerpo-enzima,
o,
es
decir
dondequiera que este la proteína.
6. Ponga la película de radiografía en el gel para
detectar un flash de luz, que es emitida por la enzima.
La reacción funciona generalmente dentro de una
hora.
gp160
viral envelope precursor (env)
gp120
viral envelope protein (env) binds to
CD4
p24
viral core protein (gag)
p31
Reverse Transcriptase (pol)
Una proteína específica puede ser identificada y
visualizada en un 'Western blot' empleando técnicas de
inmunodetección. Estas técnicas emplean la capacidad
de reconocimiento de los anticuerpos a sus antígenos.
En 'Western blot' se emplea comunmente el sistema
de inmunodetección indirecta.
ROMANCES DE UN SUSTRATO
Divagaba un sustrato en un
mar de solución salina
ubicada
en
el
extenso
citoplasma de una célula,
cuando
conoció
a
una
enzima
de
formidable
simpatía
y
espléndida
conformación tridimensional,
cuyos
contornos
se
Pedro Valencia Araya
insinuaban
en
una
estructura
terciaria
que
produjo mas que un llamado de atención sobre el
solitario sustrato. Enseguida, como si sus
interacciones hubiesen sido de todo un tiempo de
vida media, notaron que la atracción era
demasiado fuerte y complementaria.
Estaban hechos el uno para el otro.
La enzima, llevada por un impulso totalmente
espontáneo, abrazó al sustrato rodeándolo
completamente a la vez que excluía de su
corazón activo toda molécula que no tuviese las
propiedades de su nuevo amor, el sustrato.
Ahora, las moléculas de agua pasaban a ser
meras espectadoras.
Las fuerzas que les mantenían juntos hicieron
que comenzara la más grande de las experiencias
a una velocidad catalítica. Inmediatamente las
interacciones electrostáticas convirtieron el
encuentro en sensaciones vibratorias de un nivel
casi cuántico del cual parecía que ninguna ley
fisicoquímica les permitiría escapar.
Compartieron en completitud todas sus
propiedades. Cada enlace de hidrógeno
fue suavemente acariciado, las interacciones
de Van der Waals se presentaban sutilmente
como un cosquilleo en cada átomo del sustrato,
las atracciones iónicas fueron un ir y venir de
electrones dispuestos a satisfacer cada necesidad
de sus ansiosas electronegatividades.
Nada podía ser mejor. Cada millonésima de
segundo que pasaba por sus vidas medias fue
plenamente disfrutado, eran la envidia de toda
molécula, el sueño reactivo hecho una catalítica
realidad.
El clímax se acercaba avisado por los estados
excitados y la placentera explosión de energía
irradiada que se hizo sentir en cada una de las
atónitas y expectantes moléculas de alrededor,
las cuales no quedaron insensibles a tal cantidad
de calor que fluía desde el interior de aquella
rebosante enzima.
Todo indicaba que sería para siempre.
De pronto el intercambio de electrones se
detuvo, sus contornos moleculares ya no eran
complementarios, las atracciones electrostáticas
se
habían
convertido
en
repulsiones
electrostáticas, algo había sucedido, ya nada era
como antes.
La acalorada enzima ya no reconocía a quién
millonésimas de segundo antes hubiese sido la
molécula que llenaba su sitio activo. Fue así
como el sustrato, sintiendo que había sido
utilizado solo con fines energéticos, era
espontáneamente expulsado del interior de la
enzima que millonésimas de segundo antes lo
habían acogido con enlaces de magnitud
culómbica.
El
decepcionado
sustrato
sentía
que
la
experiencia lo había cambiado, sentía que sus
propiedades reactivas eran diferentes de las que
acostumbraba tener, ya no era el mismo de
antes.
Tratando de olvidar tan traumática experiencia,
volvió a divagar por el extenso mar de aquel
citoplasma que lo vio transformarse.
Repentinamente, cuando ya olvidaba a aquella
enzima
traicionera
que
se
había
aprovechado de su ∆G, notó que otra
enzima,
de
una
conformación
estructural diferente, lo observaba
con ansiosa reactividad. Deseando
no tener ningún tipo de relación
química, el sustrato quiso ignorar
los ofrecimientos de esa impúdica
catalizadora. Todas son iguales,
decía. Pero para su sorpresa comenzaba a sentir
nuevamente atracciones electrostáticas que al
parecer eran más fuertes que las de su
predecesora experiencia.
No lo pudo evitar, enseguida, como si sus
interacciones hubiesen sido de todo un tiempo de
vida media, notaron que la atracción era
demasiado fuerte y complementaria...
Pedro Valencia Araya.
Bioquímico.
No morirá la flor de la palabra
Podrá morir el rostro
oculto de quien la nombra hoy
Pero la palabra de la que vino
desde el fondo de la historia y
la tierra
Ya no podrá ser arrancada por
la soberbia del poder
Nosotros nacimos de la noche,
En ella vivimos, moriremos en ella.
Pero la luz será mañana para los demás,
Para todos aquellos que hoy lloran la noche,
Para quienes se niega el día,
Para quienes es regalo la muerte,
Para quienes esta prohibida la vida.
Para todos la luz, para todos todo
Para nosotros la alegre rebeldía,
Para nosotros nada…
Leonardo Parra.
Promoción 2001. Bioquímica.
Bioquímica. ¿Por qué Bioquímica?, es la pregunta
que a todos en un principio nos hicieron; tal vez
porque siempre les ha gustado, o por asuntos de
el puntaje, otros porque no sabían a que
postular, en fin muchos casos hay del porque de
Bioquímica.
Hoy comparto con personas que
vienen de demasiado lejos, por
ejemplo, desde Arica, Puerto
Montt, etc.; caso que es el
mío también. Por esto el
viajar a nuestras casas de
repente se hace imposible, cabe
solo
esperar
los
fines
de
semanas largos que por cierto no
son muchos.
Pero para nosotros que recién
estamos
empezando,
¿será
realmente lo que esperamos ser?
Un punto importante es que nos guste la carrera,
¿pero que pasa si nos olvidamos de ella?...
porque hay muchos factores que influyen en
esto: están los amigos, el pololeo, los carretes, el
vivir solos, el “estar libres”……para la mayoría es
bacán quizás… ¿y para los otros?
Seremos capaces todos de enfrentar un cambio
tan radical o cuantos quedaran en el camino.
¿Será realmente Bioquímica?
Anónimo.
Primer Año 2004.
Lunes 2 y Martes 3 de Agosto:
Periodo de Matriculas 2º Semestre.
Miércoles 4 de Agosto:
Inicio clases 2º Semestre
Viernes 6 de Agosto:
Claustro Pleno.
Viernes 13 de Agosto:
Comienza el 2º Ciclo de Seminarios
en Biotecnologia y Biomedicina.
La primera expositora
Invitada es la
Dr. Claudia Ortiz,
Bioquímica USACH
Hora: 11:45 am
Quinto Centenario.
ENTRADA LIBERADA
Jueves 19 de Agosto:
Tocata Bioquímica , el objetivo es
rreunir fondos para aquelos
alumnos de nuestra carrera que
iran al Congreso de Estudiantes de
Bioquímica 2004 en Valdivia.
Lugar : Cafeta CC
Organiza Ana Maria Bravo
Sepúlveda.
Hemos llegado a una etapa
final de nuestra carrera en la
cual debemos aplicar muchos
conocimientos que nos han
entregado, lamentablemente
nos hemos encontrado con la
gran dificultad de que la
universidad no tiene lugares
de Práctica designado y se
debe ir solicitando en varios
hospitales si aceptan alumnos en Practica sin el
convenio establecido; del cual la universidad
obligatoriamente lo debe gestionar y no realizar
las diligencias nosotros como estudiantes. Como
consecuencia ya no se tiene la posibilidad de
realizar la práctica en el Hospital Naval, tampoco
en el Gustavo Fricke y para que nombrar el resto,
que están regidos por la zona Valparaíso-San
Antonio o Viña del Mar-Quillota, en la cual exigen
tal trámite...
Me siento desilusionada de esta situación, varios
de nosotros realizamos la Practica este verano
del 2004 en donde por buena disposición y
gentileza no se complicaron por el convenio pero
a la siguiente promoción les pedirán nuevamente
tal gestión.
Solo estoy pidiendo que por favor se nos tome en
cuenta y nos puedan dar el valor que
merecemos, pedir innovaciones para nuestros
laboratorios y docentes es lo que necesitamos ,
no se trata de desvalorar a un profesor para
exigir experiencia de laboratorio o de trabajo sino
que es invertir en
nuestra formación como
profesionales, al igual que lo realizan nuestras
familias y por que no decirlo varios de nosotros
que trabajamos para atenuar los gastos que
implica a la familia tener un hijo universitario.....
No solo quiero sentir el interés de mi universidad
para que me llame por teléfono y no olvide el
pago de la mensualidad al final de un semestre
siendo en mi caso un usuario responsable; sino
que
nuestra
universidad
nos
de
la
infraestructura necesaria, los conocimientos,
experiencia de tal manera que al salir a enfrentar
una practica profesional,
estemos mejor
preparados.
Se necesita un cambio de mentalidad de ambas
partes con el fin de mejorar nuestra carrera y las
relaciones y dejar de sentir que nos tilden de
"poco comprometidos o conflictivos porque
tenemos necesidades”.
Por ejemplo este año han ingresado a la
universidad
varias personas discapacitadas
donde solo el hecho de entrar a la casa central ya
es un trauma, ya que no esta habilitada una
bajada especial para el ingreso de sillas de
ruedas o personas con muletas o no videntes,
como también el respeto
y solidaridad que
podríamos tener cada uno de nosotros cuando
un estudiante minusválido cruza la calle para
asistir a otro día de clases sintiendo que todo es
una lucha contra el tiempo que ni siquiera el
semáforo espera… también tienen la capacidad
de estudio igual que todos, son necesidades
básicas de cualquier ser humano digno de
respeto .El hecho de que puedan desempeñarse
como universitarios ya nos dan la lección mas
grande del mundo; ya que nos demuestran
valentía, tenacidad y ganas de vivir.
Estas necesidades que se ven y son latentes,
involucran a todos los estudiantes de la
Universidad. Solo los invito a que podamos ser
protagonistas de nuestro cambio y que nuestras
peticiones sean atendidas dignamente.
Quiero ser parte de la Universidad, y sentir que
fue tomada en cuenta mi opinión y que no solo
nos traten como un trámite, para eso están los
bancos, entidades públicas, etc.
Solo es un llamado a la conciencia de cada
persona que ocupa una función, trabajo en la
universidad, nosotros somos el futuro, no es
pedir un cambio rotundo pero si volver
a
intentarlo.
Claudia Pino.
Promoción 1998. Bioquímica.
______________________
Un tipo de estructura de ADN
se asocia a linfoma no Hodgkin
Investigadores de la Universidad del Sur de
California descubrieron en los cromosomas
de linfocitos una estructura poco usual de
ADN que crea en ellos "sitios frágiles" y
predispone a las células que los incorporan a
desarrollar un linfoma no Hodgkin.
La revista Nature publicó poco tiempo atrás este
estudio que "asocia por primera vez una
enfermedad a una desviación de la hélice WatsonCrick", según ha indicado el coordinador del
trabajo, Michael Lieber. El sitio frágil en cuestión
se localiza en el gen Bcl-2 situado en el
cromosoma 18. El Bcl-2 suele intervenir en la
inhibición de la apoptosis, pero cuando está
sobreexpresado provoca un linfoma de células B
denominado linfoma folicular.
(Nature 2004; 428: 88-93).
Introducción. Búsquedas por similitud.
La comparación de secuencias homologas ha servido (y sirve) para establecer relaciones filogenéticas entre diferentes
individuos, o entre secuencias de un mismo individuo. Estas son una fuente de información mucho mas completa que
los caracteres homólogos anatómicos usados clásicamente con el mismo fin, pero que presentan mas problemas a la
hora de seleccionar datos útiles. A medida que los métodos lo han ido permitiendo, se han analizado cada vez más
mayor número de secuencias homólogas a modo de compararlas, típicamente diseñando sondas poco específicas para
detectar estar secuencias, y después obteniendo datos tales como sitios de restricción o más tarde (con el
abaratamiento de las técnicas de secuenciación directa) datos de secuencias completas. Pero los ya no tan recientes
proyectos genoma de diferentes organismos han producido una gran cantidad de datos de secuencias, muchos de
ellos por analizar.
Es por ello por lo que se han creado sistemas de búsqueda por similitud, los cuales rastrean las secuencias
almacenadas en busca de fragmentos con una cierta similitud (según el umbral que le indiquemos) a un fragmento
que previamente hemos introducido. Los dos programas de estas características más usados son FASTA y BLAST. El
primero de ellos está casi en desuso mientras que el segundo de ellos es un sistema muy extendido y es el objeto del
presente texto. Estos sistemas de búsqueda no solo proporcionan datos para analizar la evolución de las secuencias,
sino que al alinear las mismas y observar los dominios conservados podemos extrapolar funciones de proteínas hasta
ahora desconocidas por comparación con dominios de función ya conocida. Muchos dominios proteicos se han
caracterizado por similitud entre secuencias, y nunca se han descrito físicamente ni se conoce su función real, solo se
sabe que están muy conservados entre secuencias (por ejemplo el motivo WCCH del elemento Pyret, en Nakayashiki,
2001)
El programa BLAST. Algoritmos.
El programa BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) es un programa interactivo disponible vía web desarrollado
por Altschul y colaboradores (1990) y actualmente se encuentra en prácticamente cualquier base de datos. No es
necesario hacer más comentarios acerca de su historia ya que se escaparía de la línea de esta guía. Solo añadir que
este programa es de dominio público y cualquiera puede acceder y hacer uso de él. Al ser usado en un trabajo
publicado, la referencia a usar es la siguiente:
ALTSCHUL, S. F., T. L. MADDEN, A. A. SCHÄFFER, J. ZHANG, Z.
ZHANG, W. MILLER and D. J. LIPMAN (1997). Gapped BLAST and
PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs.
Nucleic Acid Research 25(17): 3389-3402.
En resumen, el sistema se basa en un algoritmo de búsqueda heurístico (busca secuencias significativamente
similares a la que introducimos, usando potentes métodos estadísticos), el cual ha sido mejorado con el tiempo y
actualmente permite el alineamiento con huecos (gaps) lo que permite hacer análisis más precisos. Como todo
método estadístico, BLAST también tiene valores de significación, en este caso basados en el algoritmo de Karlin y
Altschul (1990, 1993). Estos valores se discutirán mas adelante desde un aspecto práctico, no matemático. Ya que el
desarrollo matemático del método no es objeto de esta guía, a partir de ahora me limitaré a comentar los aspectos
estrictamente prácticos. Si desea profundizar en la estructura del método, puede recurrir a los artículos originales
(véase apartado de referencias) o las numerosas guías que están disponibles en la red.
Búsqueda con BLAST. Formatos y opciones.
Ahora veremos como usar los BLAST que se encuentran en el NCBI (National Center for Biotechnology Information),
pero todos los demás BLAST disponibles tienen un funcionamiento similar. Así que lo primero es ir al directorio blast
del NCBI;
http://www.ncbi.nlm.nih.com/blast Una vez allí nos encontraremos con una lista de diferentes programas blast, aquí
comentaremos los más interesantes.
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
BLASTP: Compara una secuencia de aminoácidos contra bases de datos de proteínas. Otra utilidad es que al
dar el resultado, el programa nos dice si ha encontrado en la proteína que le damos dominios que
previamente han sido bien caracterizados.
BLASTN: Compara secuencias de nucleótidos contra bases de datos de nucleótidos. La principal utilidad es
encontrar secuencias no traducidas a proteína, como por ejemplo rRNAs, secuencias reguladoras o
simplemente DNA “basura”.
BLASTX: Compara las 6 posibles pautas de lectura (3 en cada cadena) de una secuencia nucleotídica que le
demos con bases de datos de proteínas. La utilidad reside en que podemos encontrar cual es el sentido de
traducción de una secuencia de nucleótidos, si este codifica para una proteína conocida o similar. Con este
método podemos saltar codones de STOP (y con un poco de maña frameshifts) que truncarían la secuencia en
otros métodos de búsqueda de ORFs como el ORF finder del NCBI.
TBLASTN: Compara una proteína que le demos con 6 pautas de lectura (que se traducen dinámicamente) de
bases de datos de nucleótidos. Puede servir para rastrear un genoma en busca de homólogos de una proteína
que acabamos de caracterizar. Muy útil por ejemplo en el estudio de evolución de elementos móviles (véase
por ejemplo Marín y Llorens,2000).
ƒ
ƒ
ƒ
TBLASTX: Compara las 6 pautas posibles de lectura de la secuencia de nucleótidos que le demos con las 6
pautas de lectura de las secuencias de las bases de datos de nucleótidos. Nunca la he utilizado en mi trabajo
pero es una herramienta de detección muy potente.
PSI-BLAST (Position Specific Iterative BLAST): Es una herramienta muy potente a la hora de detectar
funciones bioquímicas para proteínas desconocidas. Es sistema se basa en realizar una primera búsqueda, y
después de alinear el resultado el programa calcula una matriz en la cual se da un valor a cada posición y
aminoácido (PSI-BLAST es para buscar proteínas), esta matriz es la matriz PSSM (position specific scoring
matrix), y es la que usa el programa para realizar una segunda búsqueda. Tras esta búsqueda calcula una
nueva PSSM y realiza una nueva búsqueda, así hasta que nos interese. En esta guía no comentaré más acerca
de
PSI-BLAST,
pero
si
está
interesado
puede
leer
una
guía
en
NCBI
(en
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Education/BLASTinfo/psi1.html). PHI-BLAST es un sistema incluido en PSIBLAST relacionado con la búsqueda de motivos, pero este no está aun muy desarrollado.
BLAST 2: Sequences. Usa cualquier tipo de BLAST para buscar similitudes entre dos secuencias. Este
programa es muy útil a la hora de determinar la estructura de una secuencia, por ejemplo, para ver como se
distribuyen las diferentes ORF en elementos móviles.
Si navegan por la página BLAST del NCBI encontrará mas tipos de BLAST, pero suelen ser variaciones de los
anteriores, y no merece la pena que los introduzca, aunque conforme adquieran soltura deberían probar
trabajar con todos ellos, en un futuro podrían serles útiles y ahorrarán mucho tiempo si ya los conoce.
COMO REALIZAR UNA BUSQUEDA:
9
9
9
9
9
9
Introducir
la
secuencia
problema en el campo
search, o bien pegar desde
otro archivo.Admite texto
lineal y formato FASTA.
En el campo siguiente
puedes elegir el tipo de
BLAST, pero se supone que
ya
lo
elegiste
anteriormente.
En
Set
Subsequence
indicar (si es necesario)
desde que nucleótido (o
aminoácido) a cuál de la
secuencia introducida se
realizará
la
búsqueda.
Generalmente no se rellena
ya que se suele introducir
únicamente la secuencia
que se quiere analizar.
El campo Choose database puede ser útil. Por defecto está marcado nr, es decir, la base de datos no
redundante. Otras opciones posibles son bases de datos de ciertos organismos, de secuencias Alu, de datos
estructurales de proteínas... pero la que quizás pueda importar más en principio a parte de nr, es la base de
datos month, en la cual se encuentran las secuencias de reciente incorporación a GeneBank (durante el último
mes).
El campo Genetic Codes, obviamente se refiere a que código genético quieres que use el programa (recuerda
que TBLASTX trabaja con secuencias traducidas).
El botón BLAST! Inicia la búsqueda, pero abajo puedes modificas más opciones.
Opciones de BLAST
9
9
Limit
entry
by
query
admite restricciones a la
hora de buscar.
Del resto de opciones, solo
cabe destacar la matriz de
sustitución,
que
por
defecto es una BLOSUM62.
En estudios muy finos de
evolución molecular puede
interesar
cambiar
la
matriz, pero generalmente
se ha convertido en una
cuestión de preferencia
personal
según
el
investigador.
Formato de Salida
9
9
9
9
9
9
Las opciones del formato no alteran el análisis,
sino el formato en que BLAST nos presenta los
resultados. El único campo que nos puede
interesar cambiar (al menos mientras nos
familiarizamos con el programa) es el número
de secuencias que queramos que nos muestre.
En ocasiones, para búsquedas finas nos puede
interesar tener un mayor número de
secuencias y de alineamientos, o tan solo
mayor número de descripciones (conforme
más use este programa, más partido le sacará
a esta opción).
Una vez pulse el botón BLAST!, aparecerá de
nuevo una pantalla con las opciones de
formato, pero además aparecerán dos cosas
nuevas, un botón de FORMAT! y un número de
entrada (ID).
Al hacer click sobre el botón FORMAT! El
programa nos dará el resultado de la búsqueda.
La pantalla también nos da el tiempo estimado que tardará en hacer la búsqueda.
Si el tiempo es muy elevado, una opción es copiar el número de acceso que da (ID) y después recuperar el
resultado desde la dirección de BLAST del NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.com/blast) y en el link Retrieve
results with a Request ID.
Obtención de Resultados.
En
la
pantalla
de
resultados
aparecen
al
principio
datos
informativos acerca de la base de
datos que se ha usado, la referencia
bibliográfica a usar, el tamaño de la
secuencia problema, y un gráfico
que indica la distribución de las
secuencias encontradas. El gráfico
es mas que nada para dar una idea
aproximada y sigue un código de
colores según la similitud con de la
secuencia encontrada con la secuencia problema. Lo que nos interesa aparece a continuación del gráfico.
Lo primero que se observa son las descripciones. Estas son simplemente el nombre y número de serie de las
secuencias encontradas con similitud, seguidas de dos valores, el Store y el E-Value que se comentarán mas adelante
en este punto.
Desde la línea de descripciones podemos acceder directamente a la secuencia encontrada. El nombre de la secuencia
tiene una serie de partes se pasara a describir:
Identificador GI: Es un identificador asignado por el NCBI, de modo que cada secuencia
tiene un gi único e irrepetible. La estructura es gi|gi_identifier, como por ejemplo:
Identificador de base de datos: Indica de
que base de datos ha sido obtenida la
secuencia, seguido de un número de serie o
el nombre de la secuencia, incluso puede
figurar el locus, dependiendo de la base de
datos como se muestra en la siguiente tabla.
Después de las descripciones aparecen los
alineamientos de las secuencias encontradas
con la secuencia que hemos introducido. El
alineamiento soporta huecos (gaps) y
compara las secuencias según la matriz que
hayamos elegido en el apartado de opciones
de búsqueda.
En cada alineamiento podemos encontrar los siguientes elementos:
Los dos valores que nos interesan para determinar si dos secuencias detectadas como “homólogas” por BLAST son
significativamente similares, son el Score y el E-Value.
Score: Este valor indica que grado de similitud existe entre las dos secuencias comparadas. A mayor valor mayor
similitud. De todas formas no es un valor tan útil como el E-Value.
E-Value: Indica la probabilidad de encontrar al azar en el genoma una secuencia igual a la encontrada, es decir, la
probabilidad de que las dos secuencias comparadas no sean homólogas. Obviamente nos interesan valores muy
bajos, por lo que se suele prefijar un umbral a partir del cual no tendremos en cuenta las secuencias encontradas.
Generalmente valores superiores a 10-3 no son muy fiables, aunque depende del tipo de análisis.
Estos valores pueden usarse como criba para determinar que secuencias consideramos homólogas y cuales no. De
nuevo es una cuestión arbitraria y lo estricto que se sea depende del tipo de trabajo que se esté realizando.
Consideraciones finales.
Si nuestro objetivo era buscar concretamente una secuencia, basta con seleccionarla y copiarla en un archivo para
trabajarla posteriormente, pero si nuestro trabajo era conseguir un grupo de secuencias similares (por ejemplo para
análisis filogenético o de dominios conservados) deberemos
hacer nuestra base de datos de secuencias. Esto es una parte
un tanto pesada ya que debemos coger las secuencias que
hayamos seleccionado, copiarlas, y pegarlas
en un nuevo archivo, generalmente en formato FASTA (ya que
es el más sencillo). Por si al tiempo de leer esta guía no está
familiarizado con el formato FASTA, al costado derecho del
texto se muestra la estructura típica de este;
Los caracteres que acepta este formato son los mismos que acepta BLAST para realizar búsquedas, y son los que
siguen (dependiendo de si trabajamos con aminoácidos o con nucleótidos);
A lo largo de esta guía le he mostrado como obtener resultados con BLAST, pero esto es solo el primer paso. Tras
tener nuestra base de datos, hemos de analizar las secuencias con otros programas (que se escapan de este manual).
Habrá observado que la mayoría de ejemplos se basan en TBLAST (aminoácidos) ya que es el programa con el que
más he trabajado, pero el resto de programas BLAST tienen un funcionamiento similar, lo único que puedo decirle es
que practique con todos ellos e irá adquiriendo cada vez más soltura.
No hace falta decir que esto es un pequeño manual, y que BLAST tiene multitud más de opciones y posibilidades, pero
esta guía tiene un carácter meramente introductorio. En el apéndice 2 se dan algunas direcciones donde se pueden
conseguir guías más completas acerca de este poderoso sistema de búsqueda.
Apéndice 1. Búsqueda de mRNAs
La búsqueda de mRNAs puede realizarse desde BLAST, introduciendo una restricción en el campo Limit Entrez by
Query del menu Options. El comando de restricción es;
biomol_mrna[prop]
Las secuencias que aparecen en el resultado pueden llevar o no información del tejido en el que se expresa, depende
del autor. Otro comando interesante es el contrario, es decir, a partir de mRNA buscar la secuencia
genómica. Para ello usaremos la restricción;
biomol_genomic[prop]
DEBIDO A LA COMPLEJIDAD DE CREAR ESTA SECCIÓN VA SER SUPER IMPORTANTE TU
APORTE, YA QUE MUCHOS ALUMNOS NO MANEJAN NINGUN CONCEPTO COMPUTACIONAL, Y
PARA ALGUNOS ALUMNOS AUN ES DIFICIL MANEJAR ALGUNOS CONCEPTOS BIOLOGICOS,
FISICOS, ESTADISTICOS, QUIMICOS Y MATEMATICOS, QUE SON DE GRAN IMPRTANCIA
PARA PODER ENTENDER ESTA CIENCIA YA QUE COMO HEMOS VISTO PARA PODER
APLICARLA DE LA FORMA CORRECTA ES IMPORTANTE SABER UN POCO DE CADA CIENCIA. ES
POR ESTO QUE NOSOTROS NOS DIRIJIMOS A USTEDES PIDIENDOLES LO SIGUIENTE:
1) CUALQUIER DUDA O CONSULTA DE ALGUN TERMINO EN ESPECIAL PUEDES ENVIARNOS UN
MAIL Y EN LA PROXIMA REVISTA ESTA SERA CONTESTADA Y SI ES POSIBLE TU RESPUESTA
SERA ENVIADA DE INMEDIATO.
2) SI QUIERES HACER ALGUNA SUGERENCIA DE ALGUN TEMA A TRATAR EN ESTA SECCION
TAMBIEN LO PUEDES HACER. (YA SEA ALGUNA APLICACIÓN O ALGUNA HERRAMIENTA
BIOINFORMATICA QUE NECESITES SABER USAR, SOLO ENVIANOS TU CONSULTA).
3) LA ESTRUCTURACION DE ESTA SECCIÓN PARTE CON UN ENTENDIMIENTO DE ALGUNOS
CONCEPTOS BASICOS, QUE SE IRAN TRATANDO MAS ESPECIFICAMENTE A FUTURO, YA SEA
CON HERRAMIENTAS BIOINFORMATICAS DISPONIBLES EN LA WEB U OTRAS QUE TU PUEDAS
BAJAR A TU PC.
4) PROXIMAMENTE ESTA SECCIÓN ADEMAS SERA APOYADA POR BIBLIOGRAFIA, SI TU QUIERES
APORTAR CON ALGO O CONSIDERAS QUE HAY ALGUN TERMINO QUE ESTA MAL APLICADO, SE
PUEDE PONER EN DISCUSIÓN PARA QUE TODOS VAYAN APRENDIENDO Y ENTENDIENDO ESTA
CIENCIA.
5) ESPERAMOS POR ULTIMO QUE PARTICIPES Y NOS AYUDES A DESARROLLAR ESTA SECCION
COMO DEBE SER.
BIBLIOGRAFIA
www.ncbi.nlm.nih.gov/Education/BLASTinfo/guide.html
www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST
www.ch.embnet.org/software/bBLAST.HTML
www.igbmc.u-strasbg.fr:8080/DbClustal/dbclustal.html
www.dna.affrc.go.jp/htdocs/Blats/blast.html
Entrevista a Patricia Ewert (Ex-alumna DE Bioquímica PUCV, actualmente
estudiando bioquímica en la U. DE. CHILE)
1.- ¿Por qué te cambiaste de la Universidad Católica de Valparaíso a la Universidad de Chile?
Creo que cuando me cambie me afectaron varios factores, que no necesariamente tenían que ver con el ámbito
académico. Pero igual influenciaron en mí, que el cambio lo hacía a una universidad que tiene un prestigio, que las
mallas hasta donde yo curse bioquímica en la UCV eran muy similares; ya que lo único que no me convalidaron fue
bioinorgánica, bioquímica y analítica I. Además que no me atrasaría mas de lo que ya estaba (no me acuerdo bien si
estos eran los nombres correctos de los ramos). Además que no me vine sola, lo hice con mi amiga (la Pauly), por lo
tanto, eso igual influyo, por que yo creo que sola no lo hubiera hecho (ya me había afiatado a un grupo de amigos,
por lo tanto igual era mas difícil).
2.- ¿Cuáles son las principales diferencias que hay en infraestructura entre las dos universidades,
considerando la cantidad de alumnos que hay en cada una de ellas?
Creo que hay de todo, tanto cosas buenas como malas. Te cuento que la impresión que tuve cuando recién llegue fue
de guauuuuuu (jajajajaja), ya que me encontré con laboratorios mucho mas preparados en la parte física, imagínate
que cada uno tenia su cajonera con su material a ocupar, etc. Pero de todas maneras hay falencias como uno
biblioteca súper chica, que se comparte con los químicos farmacéuticos (120), la cantidad de computadores también
es súper escasa. Lo bueno de estar acá, es que la facultad esta al frente de la de medicina, y si la biblioteca o los
computadores de mi facultad estaba ocupados, tu ibas a la de medicina.
En cuanto a las salas que mas se puede pedir si entran como 30.
Dato: los baños de ustedes son un 7, nada más que decir.
3.- Ya que conoces las mallas académicas de ambas universidades ¿cuáles son las principales diferencias
entre ambas? y ¿qué le cambiarías a la malla de Bioquímica de la PUCV?
Aquí si que estamos mal, por que, te puedo responder de la malla hasta donde yo curse bioquímica por que de los
ramos que seguían no me acuerdo. Pero haciendo una comparación, yo pienso que el ramo de introducción de primer
año, por lo menos cuando yo lo curse, no servia para nada; acá ese ramo también se dicta pero con otro nombre, la
diferencia esta en los temas a tratar, conoces los laboratorios y en que están trabajando cada uno de los profes.
Parece que ustedes no tenían ingles, lo cual para alumnos que no poseen una base sólida es un gran inconveniente,
ya que con todo lo que hay que leer.
Encuentro que hace falta más biología en los primeros años.
4.- La carrera de Bioquímica de la Universidad de Chile, desde Enero del 2004, está acreditada por 6 años
por la CNAP. ¿Cómo fue el proceso de acreditación de Bioquímica en tú universidad? (o sea, qué supiste
del proceso en el momento, qué significó para ustedes. etc).
Aquí el proceso de Acreditación fue súper normal, participaron todos los estamentos de la universidad, entiéndase
profesores, alumnos de todos los años. La información de lo que se trataba, en que consistía, se entrego con mucha
anticipación y se pudo dar una opinión muy acertada y sincera (entiéndase esto, como que no se puso nada de más ni
de menos). Además sirvió para mejorar hartas cosas (como las del baño).
5.- ¿Qué es lo más destacable que, en tu opinión, tiene Bioquímica de la PUCV en comparación con la
misma carrera en otras universidades?
Creo que la PUCV tiene una visión mucho mas química, solo basta mirar en que están los profesores para darse
cuenta. En cuanto a las relaciones humanas por lo menos hasta donde yo estuve eran mucho mejor, acá el asunto es
mucho más competitivo, cada uno se las arregla como puede, y mi experiencia allá no fue así.
6.- ¿Qué características tiene el cuerpo académico de la U. de Chile?
En la parte académica, que yo sepa son todos doctores, dependiendo del área que se trate.
Las relaciones se van haciendo más cercanas a medida que pasan los cursos, imagínate que en cuarto y quinto año
quedan tan pocos alumnos, y viéndose todos los días es casi imposible. También hay muchas clases con profesores
invitados de todas las universidades (Juan Reyes es uno de ellos, en el ramo de subcelular).
Te cuento que, creo haber tomado una muy buena decisión por la parte académica, ya que tu acá tienes la posibilidad
de entrar en cualquier laboratorio que te interese, las tesis están abiertas tanto en la Chile, como en la Cato, incluso
llaman a la U para pedir tesistas. Cosa que no veía allá; además muchos de los compañeros que tuve, los he visto
acá. En cuanto a las relaciones humanas fue bastante difícil, ya que tenia grandes Amigo(a)s, y el ambiente era
mucho mas relajado, para mi fue muy grato ver a la Paty y al memo, y sentir el abrazo sincero.
ALLISSON ASTUYA VILLALON.
Me presento soy Allisson Astuya Villalón, y estudie en la Cato antes de que
fuera PUCV, y guardo muy buenos recuerdos de los profesores y por supuesto
de mis compañeros con los que aún mantengo contacto (muchas veces gracias
a ellos). Los que aún me recuerden sabrán que participe de la ANEB por largos
años, he incluso nos toco organizar el mejor congreso de estudiantes que se
vio por esos días.
Al poco tiempo de egresar de Bioquímica, me vine a Concepción a desarrollar
mi Doctorado en Ciencias Biológicas, área de especialización en Biología Celular
y Molecular, y Hoy me encuentro terminando mi tesis la cual si todo sale bien
defiendo a fin de año.
Trabajo en el laboratorio de Neurobiología el cual dirige Francisco Nualart quien
fue premiado con la distinción de Científico Joven el 2002. Trabajamos
investigando la acción de vitamina C en tumores del sistema nervioso, aunque
no es el único tema que se desarrolla en nuestro laboratorio.
Actualmente estamos trabajando para demostrar que la vitamina C cumple funciones importantes en
tejido normal, sin embargo y este es el aporte, hemos visto que las células tumorales del sistema
nervioso se transforma y disminuyen su capacidad de incorporar la vitamina C reducida y aumentan su
capacidad de incorporar la forma oxidada a través de transportadores de glucosa GLUTs, lo que protegería
al tumor contra tratamientos como radio y quimioterapia. Mi tesis fue respaldada por la beca de apoyo a
la realización de tesis doctoral Conicyt.
He participado en publicaciones tales como:
1: Medina RA, Meneses AM, Vera JC, Guzmán C, Nualart F, Astuya A, García MA, Kato S, Carvajal A,
Pinto M, Owen GI.
Estrogen and progesterone up-regulate glucose transporter expression in ZR-75-1 human breast cancer
cells.. Endocrinology. 2003 Oct;144(10):4527-35. Epub 2003 Jun 26.
2: Castro M, Caprile T, Astuya A, Millan C, Reinicke K, Vera JC, Vasquez O, Aguayo LG, Nualart F.
High-affinity sodium-vitamin C co-transporters (SVCT) expression in embryonic mouse neurons. J
Neurochem. 2001 Aug;78(4):815-23.
Este año fui contratada por la U de Conce para participar de los cursos de Biología Celular e Histología.
Aunque llevo años impartiendo los prácticos de estos ramos y de otros como Fármacos y Bioquímica.
Mis planes para un futuro próximo es volver a mi ciudad, porque pucha que se echa de menos, sin
embargo, creo que antes de que esto se cumpla realizaré un postDoctorado, fuera de chile, aun estoy
evaluando cuando y donde.
PERSONAJE DEL MES
RICARDO HERRERA L
ƒ Nombre IUPAC : Alguien lo conoce
ƒ Isotipos
:Toxico, chanana, chancho.
ƒ Medio
: La torre, la locomotora I
y II, el kamikaze, la Eskuba…
ƒ Características : Sin tollar, malo pa tomar,
relajao y buena onda.
ƒ Localización subcelular: En la oficina (en
cualquiera de sus sucursales, aunque es
mas probable encontrarlo tomando), con
alguna chanana.
ƒ Frase típica:
ƒ L.Q.N.S.Vio: De vocalista con su grupo de
Tagua-Tagua.
ƒ L.Q.N.S.Supo: Cuando lo quito la Toxica al
Che, la pelea con el chupacabra en la Torre.
ƒ Regalo útil:
ƒ Mayor virtud:
Este es un homenaje a un compañero que ya no esta…
Hay cosas que nunca vamos a olvidar….
A veces tenemos que ponernos serios, pero a estos quien se las cree….
Este segundo semestre comenzamos con el segundo ciclo de seminarios, esperemos que el quinto
centenario se llene, y que haya una buena ventilación.