Una de las cosas más confusas de las clases de genética y biología molecular ha sido el “entender”, o mejor sería el lograr “imaginar”, la estructura química de la molécula del DNA. Creo que parte de la dificultad se debe a que no me convence más la idea simplificada de los átomos como peloticas discretas, pero además, la otra parte se debe a los diferentes nombres (y subnombres) que desde la bioquímica se le dan a los elementos y a las partes de ellos. Pero bueno, esto no es una queja, o a lo mejor sí, el hecho es que a fuerza de asumir varias simplificaciones el modelo se me ha hecho más claro.

Y fue también gracias a este diagrama que explica los diferentes nombres de los nucleótidos, o sea los peldaños básicos con los cuales se construye el esqueleto del DNA, diferenciando entre base, nucleósido, nucleótido, nucleótido difosfato, etc.:

De todas maneras hay una cosa que me sigue molestando, y es que estos modelos químicos parecen entender la materia (y la vida) como si fueran elementos estáticos, parecen “fotografías” de la materia o de la vida, pero son insuficientes para captar su continuo flujo y dinamismo. Bueno, si por sí ya son complejos para la mente, si mostraran este dinamismo quizás lo serían mucho más. Pero aquí es donde precisamente La Mente, muestra su incapacidad para captar este tipo de fenómenos haciendo que deban buscarse otras maneras o formas de Conocer.

Fuente:
http://en.wikipedia.org/wiki/Nucleotide

visto desde un telescopio H-alpha:

La semana pasada estuve en el colegio gimnasio campestre donde se encuentra el observatorio Julio Garavito. Estuve hablando con Fredy Moreno, director del centro de estudios en astrofísica, quien me mostró sus estudios de más de 10 años sobre la actividad solar.

El observatorio cuenta con varios telescopios ópticos y también con un Radio Jove, un pequeño radiotelescopio desarrollado por la NASA con el fin de fomentar la radioastronomía en escuelas y colegios.

El DNA

En el colegio se encuentra también el centro de estudios en biología molecular Jaime Bernal, donde estudiantes desde grados tempranos comienzan a familiarizarse con procesos y técnicas básicas, llegando posteriormente a colaborar en investigaciones relevantes y a generar artículos de publicación científica.

Durante el proceso de replicación, el primer se adhiere al extremo 3′ en el origen de replicación (OR), suministrando el OH donde comenzarán a unirse los demás nucleótidos.

Amino acids have both amine and carboxylic acid functional groups and are therefore both an acid and a base at the same time. At a certain pH known as the isoelectric point an amino acid has no overall charge, since the number of protonated ammonia groups (positive charges) and deprotonated carboxylate groups (negative charges) are equal. The amino acids all have different isoelectric points. The ions produced at the isoelectric point have both positive and negative charges and are known as a zwitterion, which comes from the German word Zwitter meaning “hermaphrodite” or “hybrid“. Amino acids can exist as zwitterions in solids and in polar solutions such as water, but not in the gas phase. Zwitterions have minimal solubility at their isolectric point and an amino acid can be isolated by precipitating it from water by adjusting the pH to its particular isoelectric point.

http://en.wikipedia.org/wiki/Amino_acid#Zwitterions

El parcial de mañana incluye traducción, la tercera etapa en el proceso de biosíntesis de proteinas.

La traducción es un proceso que se lleva a cabo en los ribosomas, elementos de la “maquinaria celular” ubicados en el citoplasma, una vez el mRNA maduro ha sido producido a través de “splicing”.

La traducción da como resultado una cadena polipeptídica de aminoácidos conocida como proteina.

Estudiando para el próximo parcial de biología molecular. El tema: transcripción en procariotes y eucariotes.

Incluyo aquí algunos datos que aclaran ideas sobre los factores que regulan la transcripción:

In molecular biology and genetics, a transcription factor is a protein that binds to specific DNA sequences, thereby controlling the movement(or transcription) of genetic information from DNA to mRNA.

Transcription factors are essential for the regulation of gene expression and are, as a consequence, found in all living organisms. There are approximately 2600 proteins in the human genome that contain DNA-binding domains, and most of these are presumed to function as transcription factors.

Transcription factors bind to either enhancer or promoter regions of DNA adjacent to the genes that they regulate.

Basal transcription regulation

In eukaryotes, an important class of transcription factors called general transcription factors (GTFs) are necessary for transcription to occur. Many of these GTFs don’t actually bind DNA but are part of the large transcription preinitiation complex that interacts with RNA polymerase directly. The most common GTFs are TFIIA, TFIIB, TFIID (see also TATA binding protein), TFIIE, TFIIF, and TFIIH. The preinitiation complex binds to promoter regions of DNA upstream to the gene that they regulate.

Transcription factors perform this function alone or with other proteins in a complex, by promoting (as an activator), or blocking (as a repressor) the recruitment of RNA polymerase (the enzyme that performs the transcription of genetic information from DNA to RNA) to specific genes.

Synthesis

Transcription factors (like all proteins) are transcribed from a gene on a chromosome into RNA, and then the RNA is translated into protein. Any of these steps can be regulated to affect the production (and thus activity) of a transcription factor. One interesting implication of this is that transcription factors can regulate themselves. For example, in a negative feedback loop, the transcription factor acts as its own repressor: If the transcription factor protein binds the DNA of its own gene, it will down-regulate the production of more of itself. This is one mechanism to maintain low levels of a transcription factor in a cell.

fuente.

Me da la sensación que la biología molecular no ha logrado separarse del paradigma reduccionista que suele acechar a la ciencia. De hecho, diría que es precisamente en este campo donde el reduccionismo contemporáneo se manifiesta con mayor fuerza.

El reduccionismo, una mirada histórica que quizás podríamos trazar desde Vesalio (el cuerpo como máquina), pasando por Bacon (seguramente mal interpretado) y Descartes, ha venido construyendo un acercamiento a la naturaleza de manera instrumental. Actualmente este planteamiento puede evidenciarse con proyectos como biobricks, donde la naturaleza, esta vez ya a nivel molecular, es vista como un almacén de partes de recambio.

Los avances reduccionistas son interesantes por un lado porque ayudan a comprender mecanismos y acciones puntuales, sin embargo, se vuelven peligrosos cuando aspiran a producir aplicaciones concretas desconociendo el impacto que éstas pueden ocasionar sobre los diversos sistemas que los soportan.

En constraste con estas visiones, instrumentales y funcionales, que generalmente son apoyadas y financiadas por fuertes intereses comerciales, se ha desarrollado el paradigma sistémico. El pensar la naturaleza como una inmensa red de relaciones y de propiedades emergentes que no puede ser reducida al estudio de sus partes.

Creo que la aproximación sistémica y holística puede dar nuevas luces a la biología molecular y en particular al reciente campo de la biología sintética que corren el riesgo de estar cayendo en el agujero reduccionista.

Todo está conectado por hilos sutiles e invisibles. Ver la naturaleza como piezas de recambio es desconocer estas conexiones. Por supuesto a la industria ésto le tiene sin cuidado.

Erwin Chargaff (1905-2002), bioquímico austriaco, hizo dos observaciones importantes sobre la conformación del DNA que llevaron posteriormente a Watson y Crick a postular su teoría de la doble hélice.

Estas observaciones, conocidas como las leyes de Chargaff, fueron basadas en sus estudios del DNA utilizando técnicas recientes como la cromatografía de papel y el espectrómetro ultravioleta.

Primera regla: en la molécula natural de DNA las cantidades de guanina igualan las cantidades de citocina, mientras que las cantidades de adenina igualan las cantidades de timina. Esto llevó a pensar en la estructura doble y complementaria del DNA.

Segunda regla: las cantidades de DNA varían de una especie a otra. Esto llevó a pensar que el DNA, y no las proteínas como se presumía, era el portador de la herencia.

A pesar de sus intereses en la comprensión química de la materia viva, Chargaff se manifestó en contra del campo de la biología molecular, argumentando que el ser humano corría un gran riesgo cuando reducía la complejidad de la naturaleza a una máquina.

He believed that human knowledge will always be limited in relation to the complexity of the natural world, and that it is simply dangerous when humans believe that the world is a machine, even assuming that humans can have full knowledge of its workings. He also believed that in a world that functions as a complex system of interdependency and interconnectedness, genetic engineering of life will inevitably have unforeseen consequences.

Más sobre Chargaff.