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sábado, 9 de abril de 2011

TTAGGG

Nota: El título esta bien escrito, no crean que mi hamster caminó sobre el teclado. El TTAGGG será explicado en el texto.

Hace poco termine de leer un libro titulado "La vida inmortal de Henrrieta Lacks" de una autora llamada Rebecca Skloot. El libro es muy entretenido y he de clasificarlo como "bueno" y el tema es de lo mas fascinante, nada menos que la historia de las primeras células humanas que se lograron reproducir en el laboratorio. El uso de estas células ha sido fundamental en el desarrollo de la medicamentos y tratamientos para una variedad de enfermedades. Pero mientras que el libro deja muy claro que estas células, llamadas HeLa, son muy importantes y que su principal característica es la habilidad que tienen para reproducirse, no se aclaran algunos aspectos básicos que dejan la trama del libro incompleta y al lector con muchas preguntas, al menos a mí me dejo con la sensación de que el libro terminó mucho antes de tiempo. Así que atenderemos a la pregunta de: ¿Por que las células HeLa logran sobrevivir y reproducirse cuando otras no?


Células HeLa dividiéndose.

En primer lugar, han de saber que las células HeLa fueron extraídas de un tumor (un tumor es un crecimiento descontrolado de células). Es decir que son células cancerosas. Y la lo que hace a estas células problemáticas es que no cumplen con el ciclo de vida normal de una célula, es decir, algunas deben de morir periódicamente para que el número de células se mantenga. Imaginen una parte del cuerpo cualquiera, el brazo por decir algo. Ya saben que las células se reproducen dividiéndose, es decir una célula se parte en dos para generar dos "células hijas", ahora, si algunas no murieran de cuando en cuando, tendríamos que nuestro brazo se duplicaría de tamaño ante cada división. Por esto algunas células han de morir para dejar espacio a las nuevas. ¿Pero que pasa en las células HeLa? Lo particular dichas células es que al dividirse contienen una versión activa de una substancia llamada telomerasa, la cuál regenera los telómeros. ¿Todo claro? Quedaría mejor si explicamos los que son los telómeros. Para ello recordemos primero lo que son los cromosomas.

El ADN que tenemos en cada una de nuestras células esta divididos en segmentos llamados cromosomas. Cada uno contiene una cierta cantidad de genes codificados en ADN que se necesitan, no solo para que la célula construya mas células, sino también para que se mantenga funcionando, oxidando azúcares, ensamblando proteínas y haciendo todo lo que una célula feliz y decente hace en un día normal, por lo tanto si suceden errores en el ADN sería un verdadero problema y esos errores ocurren de forma natural, son las mutaciones, las cuales tienen como causa la radiación del ambiente o la influencia de sustancias ajenas al cuerpo. Y mientras que existen mecanismos que reparan esos errores, estos también dependen del ADN.

Otro problema es que en cada ocasión que se da la división celular, se degrada un poco de los cromosomas, en especial de los extremos (al igual que un pedazo de cuerda se va separando primero de los extremos). Esto tiene una variedad de implicaciones, como por ejemplo, que se puede dar un numero finito de divisiones, y por lo tanto una célula de un feto, digamos, y la descendencia de esta solo se podrá reproducir durante cierto tiempo. Por lo tanto (y otras razones medicas), somos mortales. Este límite en la cantidad de veces que se puede copiar cada cromosoma implica que cada nueva copia tenga errores y mientras mas veces sea copiada, mas errores tendrá, hasta que deje de funcionar adecuada mente y la célula pierda parte de sus funciones (a esto le llamamos "envejecer"). Pero si es de los extremos de donde mas sufre degradación un cromosoma, es en este mismo punto donde se encuentra uno de los mecanismos que nos permiten vivir tanto tiempo (vamos, los humanos somos relativamente longevos).

Evolutivamente es un mecanismo muy sencillo, pero cumple muy bien su función. Cuando se le descubrió no se sabía para que era, es parte de lo que los genetistas llamaron "ADN no-codificante" o si habían tenido un mal día "ADN basura" ya que no contiene información que le sirva a la célula y aparentemente no sirve de mucho (casi como un discurso de campaña electoral, pero sin ser tan inútil). Se trata de secuencias de nucleótidos (los bloques constructores del ADN) que se repiten muchas veces. Los nucleótidos se designan con las letras; A,T,G y C. Esta secuencia que se repite es TTAGGG (ahora ya saben porqué el título de la entrada), por lo que en los extremos de cada cromosoma tenemos largas cadenas de:

...TTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG...

Estas largas cadenas de TTAGGG son los famosos telómeros. Largas secuencias de ADN encontradas en los finales de los cromosomas que no dicen nada importante pero ocupan espacio (algo así como la sección de Espectáculos en el periódico) y que sirve para proteger al resto del cromosoma del deterioro causado por cada división (esto no lo hace un discurso de campaña electoral).


Imagen de los cromosomas (estructuras grises) con los telomeros resaltados en blanco.

Bien, cada célula nace con una cantidad fija de TTAGGGs, los cuales se van degradando. Esto telómeros le dan a la célula algo de tiempo antes de que inicie la perdida de funciones, extendiendo nuestra vida. Y la dichosa telomerasa, lo que hace es agregar TTAGGGs a los telómeros para darles su longitud adecuada. Ahora imaginen lo que pasa en las células HeLa, con la telomerasa activa durante la división celular. ¡Los telomeros, y por lo tanto, los cromosomas, nunca decaen! ¡Por lo que la célula sigue viva y se reproduce una y otra y otra y otra vez! Si se trata de una célula en un laboratorio esto es muy bueno ya que tendrán células dependiendo de cuanto alimento les pongan, pero si es una célula en el cuerpo, esto es un tumor.

Así que esto es lo que hace a las células HeLa tan relevantes, el tener la telomerasa activa. Y antes de que pregunten; No, no puede tomar telomerasa para rejuvenecer y cualquier cosa que les quieran vender, les garantizo que no es telomerasa y/o no los rejuvenecerá.


martes, 25 de mayo de 2010

¿Que le enseñarias a una célula?

Hace poco salió una noticia sobre una "célula artificial" creada por científicos del Instituto J. Craig Venter en Estados Unidos. Por supuesto un titular como ese llama mucho la atención. Pero aclaremos bien a lo que se refiere. En primer lugar, la célula no es artificial, es una célula normal, a la que se le "instalaron" instrucciones genéticas artificiales. Para entender esto veamos un poco sobre genes.


Imagen de microscopio de las "células artificiales". En realidad lo artificial es el código genético en su núcleo.

Los genes, unidades de información codificada en el ADN. Por lo general se piensa que el ADN solo codifica la información sobre como fabricar una nueva célula, es decir, que con tiene lo el "plano" de una célula nueva. Pero esto no es así, también contiene información sobre todo lo que la célula debe hacer y como hacerlo. Así que si una de las células en nuestros cuerpos logró quemar la azúcar de la manzana que nos comimos, es por que en su ADN esta la información sobre como hacerlo. Algunos genes codifican lo necesario sobre el proceso de mezclar azúcar con oxigeno para lograr una oxidación y como aprovechar esta energía. De igual forma se codifica información sobre todo el resto de cosas que hace un célula en su día. Por ejemplo, saber contraerse en el caso de los músculos, procesar luz en el caso de los ojos. O en el caso de algún organismo unicelular, contienen todo lo necesario para que dicho organismo funcione. Por ejemplo, en el caso de una bacteria, en el ADN esta todo lo referente a como hacer lo que sea que las bacterias hagan (comer, dividirse, moverse, buscar comida, etc, etc). O si se es un virus, saber como identificar e infectar a otra célula para generar mas virus.

De hecho, los virus nos ayudan a entender la idea detrás de fabricar la dichosa célula artificial. Resulta que la forma de operar de los virus es parasitando a una célula para reproducirse. El virus llega, inyecta su código genético en la célula a infectar y esta misma, al buscar genes con instrucciones que obedecer encuentran ese código y ejecutan las instrucciones, que las suele llevar a producir mas virus hasta que la célula muere. Puesto a que cada especie microscópica, depende de su código genético para hacer lo que sea que hagan para sobrevivir, el alterar los genes llevaría a alterar la conducta de la célula. Imaginen entonces lo que podrían hacer si lo gran "escribir" las instrucciones en los genes de una célula. Piensen en una especie de "levadura" que coma petroleo para limpiar derrames, echan unos gramos y ella sola se reproduce hasta consumir todo el petroleo y luego elegantemente se muere. O un virus hecho por el hombre que esté diseñado para ignorar células sanas, pero que busque y destruya células de tumores. O con la capacidad de entregar "genes de repuesto" a órganos defectuosos, ¿tiene usted algún padecimiento genético en el corazón? ¿para que esperar un costoso trasplante lleno de riesgos? Basta con inyectarle una dosis de virus que reparen su corazón entregando los genes corregidos a las células indicadas.


Ciclo de vida del virus de la Hepatitis C. El virus llega a la célula, inyecta su código genético con lo cuál la célula es engañada para fabricar mas virus. Con esto, el virus sobrevive, la célula trabaja hasta morir y la persona se enferma (no es bueno quedarse sin células).

Las potenciales aplicaciones médicas de esta tecnología son increíbles. De aquí el deseo de hacer el experimento de diseñar un código genético desde cero e inyectarlo en una célula. Esto fue lo que lograron. La célula no solo sobrevivió sino que se dividió generando cientos de nuevas células con copias de sus propios genes.

Mientras que siempre habrá peligro con toda tecnología nueva, y siempre habrá quién pegue el grito de alarma, esto es algo que tarde o temprano se hará por alguien mas. Así que en lugar de sacarle la vuelta, mejor aprendamos a vivir con esta tecnología y a usarla de forma constructiva.

Como ya se dijo, las aplicaciones médicas de estas células son muchas, también podrían tener aplicaciones ambientales e industriales. ¿Ustedes que le enseñarían a hacer a una célula? Manden sus respuestas :)


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