miércoles, 18 de enero de 2017

La evolución como hecho biológico y la especiación

Os muestro aquí la presentación que veremos en clase sobre el tema de la evolución biológica y la especiación, utilizando las presentaciones del IES Suel de Fuengirola, junto con algunas diapositivas de "cosecha" propia:


Descargar la presentación desde Google Drive.

jueves, 12 de enero de 2017

La Biotecnología y sus aplicaciones generales

Recupero de mi web de Ampliación de Biología y Geología esta entrada sobre la Biotecnología:

Las biotecnologías consisten en la utilización de bacterias, levaduras y células animales en cultivo para la fabricación de sustancias específicas. Permiten, gracias a la aplicación integrada de los conocimientos y técnicas de la bioquímica, la microbiología y la ingeniería química aprovechar en el plano tecnológico las propiedades de los microorganismos y los cultivos celulares.

Según el Convenio sobre Diversidad Biológica de 1992, la biotecnología podría definirse como "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".
De acuerdo al campo de aplicación la biotecnología puede ser distribuida o clasificada en seis amplias áreas que interactúan: Biotecnología en salud humana, Biotecnología animal, Biotecnología Industrial, Biotecnología Vegetal, Biotecnología ambiental y Biotecnología alimentaria.
  • En la biotecnología alimentaria destaca el proceso de fermentación, con dos tipos principales:
  1. Fermentación alcohólica o etanólica.
    El etanol resultante se emplea en la elaboración de algunas bebidas alcohólicas, tales como el vino, la cerveza, la sidra, el cava, etc. Aunque en la actualidad se empieza a sintetizar también etanol mediante la fermentación a nivel industrial a gran escala para ser empleado como biocombustible. El CO2 que se libera en este proceso es también el causante del esponjamiento de la masa de pan durante su fermentación.
  2. Fermentación láctica. En la fabricación de productos lácteos, como yogur, queso y otros lácteos fermentados (kéfir, kumis, etc.), así como en la elaboración de alimentos prebióticos y probióticos.
  • En el campo de la biotecnología industrial farmacéutica destacan varias aplicaciones:
  1. Producción de antibióticos (naturales, semisintéticos o sintéticos).
  2. Obtención de proteínas recombinantes, como el ejemplo de la insulina humana.
  3. Vacunas de nueva generación, como por ejemplo las vacunas recombinantes y comestibles.
  4. Producción industrial de sueros.
  • En la biotecnología ambiental también existen múltiples campos de aplicación:
  1. La biorremediación para la limpieza de lugares contaminados.
  2. Depuración de aguas residuales.
  3. Tratamiento de residuos y compostaje.
  4. La biodegradación de materiales (por ejemplo, los plásticos biodegradables)
  • La biotecnología agropecuaria (vegetal y animal) es el conjunto de las posibles aplicaciones de la biotecnología a las actividades productivas del ámbito agropecuario (agricola y ganadero), utilizándose en varias vías de investigación:
  1. Plantas resistentes a insectos.
  2. Cultivos resistentes a los virus.
  3. Tolerancia a herbicidas.
  4. Mejora nutricional de los cultivos o bioenriquecimiento.
  5. Cultivos tolerantes a ciertos metales del suelo, como el aluminio.
  6. Organismos Modificados Genéticamente (OMG) o transgénicos. Sobre su aplicación alimentaria podéis ver los siguientes vídeos:
       Presentación sobre "Las herramientas de la Ingeniería genética"

domingo, 18 de diciembre de 2016

Trabajo sobre las aplicaciones de la Biotecnología

Os planteo la realización de un trabajo obligatorio por grupos de dos alumnos (los grupos se han hecho en clase) sobre las numerosas aplicaciones (unas más clásicas y otras mucho más recientes) de la Biotecnología, como las siguientes:
  1. Geotecnología microbiana (géneros Cellulomonas y Sporosarcina) y celulosa bacteriana.
  2. Inmunoterapia del cáncer.
  3. Biorremediación.
  4. Cultivos resistentes a patógenos y bioinsecticidas.
  5. Proteínas humanas recombinantes.
  6. Alimentos probióticos y prebióticos.
  7. Vacunas de nueva generación y producción industrial de sueros.
  8. Acuicultura.
  9. Biodegradación de materiales (incluye los plásticos biodegradables).
  10. Alimentos obtenidos por fermentación.
  11. Tratamientos de aguas residuales y de residuos.
  12. Vegetales transgénicos en alimentación.
  13. Animales transgénicos y xenotransplantes.
  14. Terapia génica y Clonación terapéutica.
  15. Proyecto Genoma Humano (PGH) y sus aplicaciones.
El trabajo consistirá en un documento o presentación (mejor, esta última), con el correspondiente material gráfico y audiovisual, sobre la temática que os ha tocado en suerte. Como siempre, dicho trabajo se mandará a mi correo electrónico hasta el martes, 31 de enero de 2017 (inclusive).

miércoles, 14 de diciembre de 2016

Las mutaciones

A partir de una presentación bastante completa del IES Julio Caro Baroja de Fuenlabrada ligeramente modificada, haremos un resumen del apartado de las mutaciones:

jueves, 8 de diciembre de 2016

Expresión de la información genética

Francis Crick (1970) alumbró la idea de un sistema fundamental de mantenimiento y flujo de la información genética en los organismos vivos que denominó Dogma Central de la Biología Molecular
De manera que la información genética contenida en el ADN se mantiene mediante su capacidad de replicación (ver la animación y esta otra). 
La información contenida en el ADN se expresa dando lugar a proteínas, mediante los procesos de transcripción (ver la animación), paso por el que la información se transfiere a una molécula de ARN mensajero (ARN-m) y, mediante el proceso de la traducción (ver la animación y esta otra) el mensaje transportado por el ARN-m se traduce a proteína.

Eso sí, el procesamiento de la información tiene diferencias significativas en procariotas y en eucariotas: ver animación:



Este esquema central de flujo de la información pronto fue modificado, ya que en algunos virus cuyo material hereditario es ARN, la información se conserva o mantiene mediante replicación del ARN. Además, también se comprobó que la información no va siempre del ADN hacia el ARN (ADN→ARN), en algunos casos la información puede fluir del ARN hacia el ADN (ARN→ADN), es decir sintetizar ADN tomando como molde ARN, teniendo lugar el fenómeno de la transcripción inversa. H. Temin recibió el Premio Nobel en 1975 por sus descubrimientos en relación con la interacción entre los virus tumorales y el material genético en la célula, en particular por el descubrimiento de la transcripción inversa en virus ARN-ADN. 


Por tanto, la ciencia es un ente dinámico que no se asienta, salvo notables excepciones, en dogmas. De este modo, han surgido una serie de elementos que implican la ampliación de este dogma tan tajante. Estas excepciones atañen, entre otras situaciones o elementos, a los priones, ribozimas y la enzima transcriptasa inversa.
  • Transcriptasa inversa: Ciertos virus ARN (los retrovirus) tienen la facultad de sintetizar ADN mediante una polimerasa, la transcriptasa inversa, que tiene como molde ARN. Esto supone una evasión al dogma, que sólo permite la replicación del ADN empleando ADN, y que supedita el ARN al ADN.
  • Existen moléculas de ARN con propiedades autocatalíticas, los ribozimas, capaces de modificarse y replicarse a sí mismos, en ausencia de proteína y ADN.
  • Priones: Los priones son proteínas libres de ácido nucleico que, según los modelos genéticos actuales, se propagan en su naturaleza polipeptídica, sin que medie ningún tipo de replicación o transcripción directa; simplemente, afectan a proteínas de su misma secuencia, previamente existentes, alterando su conformación.

miércoles, 30 de noviembre de 2016

La larga y dura lucha contra el Sida

Aprovecho que mañana es el Día Mundial del SIDA para recordar la dura lucha contra esta pandemia que afecta a millones de personas en el mundo, y para recuperar una entrada anterior:

El día mundial de la lucha contra el SIDA, que se conmemora el 1 de diciembre de cada año, se dedica a dar a conocer la epidemia de SIDA global causada por la extensión de la infección del VIH. El día 1 de diciembre fue elegido debido a que el primer caso de SIDA fue diagnosticado en este día en 1981. Desde entonces, el SIDA ha matado a más de 35 millones de personas en todo el mundo (y cerca de 40 millones viven con el virus), haciéndola una de las epidemias más destructivas de la historia registrada.

Los docentes desempeñamos un papel clave en la sensibilización sobre el VIH y el SIDA. Esta jornada mundial representa la oportunidad perfecta para involucrarse.
¡Empecemos por dedicar una hora para hablar del VIH y del SIDA este día u otro cualquiera!

A pesar de los avances, el VIH y el SIDA siguen siendo una amenaza a la salud pública en muchos países, afectando a docentes y alumnos en todo el mundo. La IE (Internacional de la Enseñanza) anima a los sindicatos a que se unan a esta iniciativa y destaquen la importancia de la educación en la prevención del VIH.

En 2001, los gobiernos se comprometieron en la Asamblea General de la ONU a lograr que más del 90% de la población joven tuviera los conocimientos necesarios para reducir su vulnerabilidad a la infección por el VIH en 2010. Sin embargo, los resultados de sondeos nacionales realizados en 2007 demuestran que sólo el 40% de jóvenes tienen conocimiento adecuado sobre el VIH y el SIDA, lo cual es muy preocupante.

La educación para la prevención es una necesidad, no sólo en los países con una alta prevalencia de VIH sino también en aquellos con baja prevalencia (ver mapa), donde la trivialización de la enfermedad provoca el crecimiento de comportamientos irresponsables en la población joven, incrementando el riesgo de contraer el VIH.

Porcentaje por países de adultos infectados por el sida. Fuente: wikipedia


Por ello, en la próxima clase hablaremos de esta grave enfermedad a escala prácticamente mundial y trataremos de resolver vuestras dudas al respecto, aunque primero debemos informarnos, por ejemplo consultando las siguientes webs:
Y después os recomiendo que hagáis la siguiente encuesta para comprobar lo aprendido.

jueves, 24 de noviembre de 2016

Anímate con el ADN

Fuente: http://www.canalgif.net
Aquí tenéis varias animaciones para ayudaros a entender la estructura del ADN y la relación que tiene la misma con la importantísima función de esta macromolécula:

martes, 22 de noviembre de 2016

Los ácidos nucleicos son los portadores de la información genética

A lo largo del siglo XX se descubrió la inmensa importancia biológica de los ácidos nucleicos como moléculas portadoras de la información biológica, mediante varias experiencias científicas:

Experimento de Griffith (1928) con ratones y Streptococcus (Diplococcus) pneumoniae (Bacterias causantes de la neumonía o neumococos):
A un ratón se le inoculaban bacterias S (capsuladas y virulentas), entonces el ratón moría y se recuperaban bacterias S vivas.
A otro ratón se le inoculaban bacterias R (sin cápsula y no virulentas), entonces el ratón sobrevivía y no se recuperaban bacterias.
Si a otro ratón se le inoculaban bacterias S muertas por el calor, el ratón también sobrevivía y no se recuperaban bacterias.
A otro ratón se le inoculaban bacterias R y bacterias S muertas por el calor, entonces el ratón moría y se recuperaban bacterias S vivas.
Griffith supuso que existía un “principio transformante” que pasaba de las bacterias S muertas a las bacterias R, siendo éstas transformadas en bacterias S que mataban al ratón. Por tanto, dicho "principio" llevaba la información biológica de las bacterias S.

Experiencias de Avery, Mc. Leod y Mac Carthy (1944) que completaron los trabajos anteriores con bacterias de la neumonía y demostraron que el "principio transformante" es el ADN bacteriano.


Experiencias de Hershey y Chase (1952) que trabajaron con fagos T2 marcados radiactivamente con P32, que marca el ácido nucleico, y con S35 que marca la proteína. Cuando se infectaba bacterias con fagos marcados con fósforo y azufre radiactivos se obtenían nuevos fagos sólo marcados con fósforo, lo que demostraba que la molécula infectante era el ácido nucleico y no la proteína.


Animación del experimento

Experiencias de Gierer y Scharamm (1956) con el virus del mosaico del tabaco (TMV) que no contiene ADN sino ARN.
Cuando se inoculaban hojas de tabaco con el TMV se producía la enfermedad (mosaico). Si se inoculaba sólo con la proteína o cápside del virus no había infección, pero ésta se producía al inocular con el ARN vírico.
Si se utilizaban virus mixtos (ARN del TMVA y proteína del TMVB) se producía una infección típica del TMVA. Y si se usaba ARN del TMVB
y proteína del TMVse producía una infección típica del TMV

Por tanto, todas estas experiencias demostraron que los ácidos nucleicos, tanto el ADN como el ARN (este último sólo en ciertos virus), son las moléculas que llevan la información hereditaria (genes) de los individuos, y son capaces de transmitirla a la siguiente generación.

jueves, 17 de noviembre de 2016

Historia de un descubrimiento fundamental en Biología

Para comenzar el tema de genética molecular nos viene estupendamente hacer un poco de historia sobre el descubrimiento de los ácidos nucleicos y de su importantísima función en los seres vivos. El texto está copiado de nuestra web colaborativa de Ampliación de Biología y geología de 4º de ESO:

Entre 1868 y 1869, el suizo Friedrich Miescher (1844-1895), siendo estudiante postdoctoral en el laboratorio de Frierich Hoppe-Seyler en Tübingen, aisló núcleos a partir de leucocitos del pus de los vendajes usados de hospital. Tras un tratamiento simple, comprobó que estaban formados por una única sustancia química muy homogénea y no proteica que denominó nucleína —el término «ácido nucleico» fue acuñado posteriormente por R. Altman en 1889—. Según sus palabras, la nucleína son «sustancias ricas en fósforo localizadas exclusivamente en el núcleo celular».

Este descubrimiento, que se publicó por primera vez en 1871, al principio no pareció relevante, hasta que Albrecht Kossel hizo las primeras investigaciones de su estructura química. Establece las bases de la estructura del ADN, al estudiar las nucleínas (nucleoproteínas) mostrando que consistían en una porción proteica y otra no proteica (ácidos nucleicos).

Este trabajo dio acceso a Kossel al Premio Nobel en 1910. El trabajo fue continuado por su discípulo, el químico ruso-americano Phoebus Levene (1869-1940), quien comprobó en 1900 que la nucleína se encontraba en todos los tipos de células animales analizadas. Más adelante, en 1909, comprobó las evidencias de Kossel, obteniendo que los ácidos nucleicos estaban compuestos de ácido fosfórico, una pentosa, y las bases nitrogenadas. La pentosa aislada de la nucleína de levadura comprobó que era ribosa. Tuvo que esperar hasta 1929 para identificar que la pentosa aislada del timo de los animales era desoxirribosa. Esta diferencia le hizo proponer que la nucleína de los animales era el nucleato de desoxirribosa (hoy en día llamado ácido desoxirribonucleico o ADN), mientras que los vegetales contenían el nucleato de ribosa (ácido ribonucleico o ARN).

E. Zacharias demuestra en 1881 que la naturaleza química de los cromosomas era nucleína. Entre 1879 y 1882 Walther Flemming (1843-1905) y Robert Feulgen, independientemente, desarrollan nuevas técnicas de tinción (se conoce como tinción de Feulgen) y logran visualizar los cromosomas en división, lo que les permitió describir la manera en que se replican los cromosomas (la mitosis).

En 1889 August Weismann (1834-1914) asocia de manera teórica, casi intuitiva, la herencia y los cromosomas, puesto que hubo que esperar hasta 1902 para que Walter S. Sutton (1877-1916) proponga, gracias a evidencias experimentales, que los genes de Mendel son unidades físicas que realmente se localizan en los cromosomas (la llamada teoría cromosómica de la herencia). Parte del trabajo que permitió a Sutton proponer ese modelo se debió al descubrimiento de la meiosis, junto a Theodor Boveri (1862-1915).


A su vez, Thomas Hunt Morgan (1866-1945) en la Universidad de Columbia (1909), realiza los experimentos con la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) que hoy se consideran clásicos sobre los rasgos genéticos ligados al sexo, lo que le valió el Premio Nobel en 1933.


Rosalind Franklin
El posterior y famosísimo descubrimiento de la estructura  en doble hélice del ADN (ver animación y vídeo), en 1953,  por James Watson y Francis Crick, gracias a las reglas de Chargaff y, sobre todo, a las imágenes de cristalografía de rayos X obtenidas por M. Wilkins (quien compartió el premio Nobel en 1962 con Watson y Crick) y Rosalind Franklin, daría para una montaña de libros, pero nos podemos conformar con ver el siguiente vídeo y este otro vídeo en V.O.S.

Imagen de rayos X del ADN ("fotografía 51")


Y merece la pena conocer más del trabajo de investigación y de la biografía de Rosalind Franklin (1920-1958) y este vídeo en galego.