El ADN

El ácido desoxirribonucleico (ADN) es un ácido nucleico ubicado en el núcleo de las células formando cromosomas, esta formado por bases nitrogenadas que se aparean (Guanina-Adenina-Timina-Citosina). 

Tiene la función de transferir informaron genética y contiene toda la información de un organismo. Es una molécula formada por dos bandas enrolladas de forma helicoidal  Contiene instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos conocidos y algunos virus y es responsable de su transmisión hereditaria. La función principal del ADN es el almacenamiento a largo plazo de información  Muchas veces el ADN es comparado con un plano, una receta o un código, ya que contiene las instrucciones necesarias para construir otros componentes de las células  como las proteínas y las moléculas de ARN. Los segmentos de ADN que llevan esta información genética son llamados genes  pero las otras secuencias de ADN tienen propósitos estructurales o toman parte en la regulación del uso de esta información genética.

Las secuencias de ADN que constituyen la unidad fundamental , física y funcional de la herencia se denomina genes, cada gen tiene una parte que se transcribe a ARN y otra que se encarga de definir cuando y donde deben expresarse.

Dentro de las células  el ADN esta organizado en estructuras llamados cromosomas que durante el ciclo celular, se duplican antes de que la célula se divida. Los organismos eucariotas (Animales, Plantas y Hongos) almacenan mayor parte de su ADN dentro del núcleo celular y una mínima parte en elementos celulares

llamados mitocondrias, y en los plastos y en los centros organizadores de microtúbulos o centríolos, en caso de tenerlos. Los organismos procariotas (Bacterias y Arqueas) lo almacenan en el citoplasma de la célula.

El ADN lo aisló por primera vez durante el invierno de 1869 el Friedrich Miescher, mientras trabajaba en la universidad de Tubinga.

Miescher realizaba experimentos acerca de la composición química del pus de vendas quirúrgicas desechadas cuando noto un precipitado de una sustancia desconocida que caracterizó químicamente mas tarde, lo llamo nucleína debido a que lo había extraído a partir de núcleos celulares. Se necesitaron casi 70 años de investigación para poder identificar los componentes y la estructura de los ácidos nucleicos.

Johan Friedrich Miescher (Brasilea, 13 de Agosto de 1844 - Davos, 26 de Agosto 1895), biólogo y medico suizo. 

La Biotecnologia

¿Que es la biotecnología?

La biotecnología es una área multidisciplinaria que emplea varia disciplinas y ciencias como la biología, bioquímica, genética, virología, agronomía, ingeniería física, química, medicina y veterinaria. Probablemente el primero que uso este termino fue el ingeniero húngaro Karl Ereky en 1919.
La biotecnología se refiere a toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos. Es una tecnología especialmente usada en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, medio ambiente y medicina. La biotecnología tiene aplicaciones en importantes áreas industriales como lo son la atención de la salud, con el desarrollo de nuevos enfoques para el tratamiento de enfermedades; la agricultura con el desarrollo de cultivos y alimentos mejorados; usos no alimentarios de los cultivos como por ejemplo plásticos biodegradables y aceites vegetales; cuidado medioambiental a través de la biorremediacion, como el reciclaje, tratamientos de residuos, y la limpieza de sitios contaminados por actividades industriales. A este uso especifico de plantas en la biotecnología se le llama biotecnología vegetal, ademas se aplica en la genética para modificar ciertos organismos.

Las aplicaciones de la biotecnología son numerosas y suelen clasificarse en:

Biotecnología Roja:

Se aplica en la utilización de biotecnología en procesos médicos  como la obtención de organismos para producir antibióticos, el desarrollo de vacunas mas seguras y nuevos fármacos  los diagnósticos moleculares, las terapias regenerativas y el desarrollo de la ingeniería genética par curar enfermedades a través de la manipulación genética.

Biotecnología Azul:

También llamada biotecnología marina, es un termino utilizado para describir las aplicaciones de la biotecnología en ambientes marinos y acuáticos  Aun en una fase temprana de desarrollo sus aplicaciones son prometedoras para la acuicultura, cuidados sanitarios, cosmética y productos alimentarios.

Biotecnología Blanca:

También conocida como biotecnología industrial, es aquella aplicada a procesos industriales, como la obtención de microorganismos para producir un producto químico o el uso de enzimas como catalizadores industriales, ya sea para producir productos químicos valiosos o destruir contaminantes productos químicos peligrosos, también se aplica a los usos de la biotecnología en la industria textil, en la creación de nuevos materiales, como plásticos biodegradables y en la producción de biocombustibles. Su principal objetivo es la creación de productos fácilmente degradables, que consuman menos energía y generen menos desechos durante su producción.

Biotecnología Verde:

Se aplica a procesos agrícolas, como la obtención de platas transgenicas capaces de crecer en condiciones ambientales desfavorables, o plantas resistentes a plagas y enfermedades, se espera que la biotecnología verde produzca soluciones mas amigables con el medio ambiente que los métodos tradicionales de la agricultura industrial.

Bioingeniería

                            DISCO BIOLÓGICO

 Para crear las unidades de disco duro del futuro, investigadores de la Universidad de Leeds, en Reino Unido, y de la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio, en Japón, planean combinar la bioingeniería con la electrónica  Por el momento ya han logrado desarrollar un prototipo  de dispositivo de almacenamiento de datos que utiliza bacterias de la especie Magnetospirillum magneticum. Estas viven en entornos acuáticos donde hay escasez de oxigeno, y su principal característica es que al ingerir hierro pueden metabolizarlo en diminutos cristales de magnetita, lo que las convierte en verdaderos 'imanes vivientes'.

Los expertos, dirigidos por la Dra. Sarah Staniland, analizaron los 'nanoimanes' al interior de las células de las bacterias y replicaron sus efectos, pero ahora fuera de estas. Para hacerlo unieron a la proteína encargada de metabolizar el hierro en magnetita a una superficie de oro, en un patrón parecido al de los tableros de ajedrez. Luego los colocaron en una solución de hierro y los calentaron. A una temperatura de 80°C, los cristales de tamaño similar de magnetita constituyeron varias secciones (o islas). Los investigadores planean reducir la dimensión de estas pequeñas 'islas imanes' para obtener matrices de nanoimanes individuales, lo que permitiría diseñar mejores unidades de disco duro. ''Cada vez es mas difícil producir imanes diminutos, del mismo tamaño y forma, que se necesitan para almacenar los datos'', dice Johanna Galloway, estudiante de doctorado en Leeds. ''Con el método desarrollado aquí  las proteínas se encargan de hacer todo el trabajo duro; se unen solas al hierro, crean la magnetita y luego se organizan en diminutas 'islas' de tamaño regular''.

CLONACIÓN

  En términos realistas, actualmente la clonacion es una técnica muy deficiente y costosa, si hubiese un proceso de control de calidad, ninguno de los 'productos' que entrega saldrían al mercado. De acuerdo con datos del National Humane Genome Reaseach de Estados Unidos, la gran mayoría de los embriones clonados de animales no pueden desarrollarse de manera saludable. Un dato relevante es el hecho de que la famosa oveja Dolly fue el único embrión que sobrevivió entre 277 clones. Además, los que sobreviven sufren de mala salud, presentando problemas en su sistema inmunológico, malformaciones en órganos vitales como el corazón y el cerebro y, quizás el mas visible, el envejecimiento prematuro; esto se debe al tamaño de los telomeros (las puntas de los cromosomas) de las muestras clonadas, pues son mas cortos debido a su edad relativa, ya que vienen de células adultas; Dolly vivió seis años, la mitad del promedio de vida de una oveja. A la fecha no se han clonado seres humanos, y no existe una utilidad inmediata para hacerlo. Puede que pasen algunas décadas antes de que esto llega a realizarse.

Optogenética

                          ¿Que es la OPTOGENÉTICA?

  Es una técnica que combina procedimientos  de la ingeniería genética  y la óptica a fin de manipular los recuerdos  en un cerebro mediante la estimulación luminosa de tejidos. Es decir, este método neurológico hace que cierto grupo de neuronas, de manera similar a la retina, reaccionen a los impulsos lumínicos y activen la memoria de un organismo. 

 Experimento:

Por ejemplo, en marzo del 2012 un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts, Estados Unidos, logro que un ratón se atemorizara y paralizara sin necesidad de exponerlo a un estimulo negativo. Para conseguirlo, injertaron opsina, un tipo de molécula fotosensible, en ciertos puntos del hipocampo, región cerebral responsable de crear nuevos recuerdos. Una vez que identificaron a los grupos de neuronas que el mamífero activaba cuando sentía miedo - por ejemplo al recibir descargas eléctricas leves- procedieron a enviarle pulsos de luz en periodos de mili segundos: el cuerpo del ratón respondió como si estuviera presenciando una situación de peligro real.

 El origen de la optogenética, 2004, es atribuido a un grupo de investigadores de la Universidad de Stanford, Estados Unidos, dirigidos por el doctor Karl Deisseroth. Esta técnica    fue nombrada el método científico del año por la revista académica 'Nature Methods', debido a sus posibles aplicaciones en el combate a desordenes mentales relacionados con la distorsión de recuerdos, como el Parkinson, la ansiedad y la esquizofrenia.

Genética: El AXN

                                       EL AXN

    Hasta ahora las únicas moléculas capaces de almacenar y transferir información genética eran el ADN (ácido desoxirribonucleico) y el ARN (ácido ribonucleico), sin embargo ahora tenemos al AXN o ácido xeno-nucleico, un tipo de ADN sintético.

 La nueva molécula fue creada por investigadores del Laboratorio de Biología Molecular del Consejo de Investigación Medica de Reino Unido, en cooperación con científicos de Bélgica  Dinamarca y Estados Unidos.

  La molécula de ADN consiste en una larga cadena de nucleotidos, los cuales contienen desoxirribosa (un tipo de azúcar , unidos a través de un fosfato. Los investigadores eliminaron precisamente el azúcar del ADN de cada uno de los seis polímeros que crearon y la sustituyeron con seis tipos de azucares distintos, compuestos por químicos sintéticos. Con ello construyeron seis moléculas de AXN diferentes. Para conseguirlo desarrollaron un tipo especial de enzima ADN polimerasa con la que fabricaron AXN directamente del ADN. Estos nuevos polímeros pueden evolucionar y autoreplicarse , lo cual fue probado con un novedoso proceso llamado auto-replicación compartimentada (RSC, siglas en ingles), que permite la evolución dirigida de enzimas y de polimerasas de forma in vitro en el laboratorio.

 El biotecnólogo Philipp Holliger, quien formo parte de la investigación  afirma que estos resultados  ''implican que puede haber otras maneras de almacenar la información genética, distintas a las que conocemos, tanto en nuestro planeta como en el Universo''. Este avance permitiría generar sistemas artificiales genéticos que podrían ser usados en nanotecnología y ciencias de materiales.

 ''Este trabajo anuncia la era de la genética sintética, con implicaciones para la exobiología, la biotecnología

  y para entender el origen de la vida misma'', comento al respecto Gerald Joyce, experto en el tema del Instituto de Investigación Scripps (EUA).