Organismo electrónico

Como sería un organimso vivo desde el punto de vista de la electrónica? Eh aquí la respuesta:

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Las algas como fuente renovable de combustibles

Como todos saben, vivimos en un mundo que se va quedando, poco a poco, sin combustibles, lo cual está comprometiendo muchas cosas, entre ellas, los alimentos. Las áreas de cultivo que eran usadas para la producción de trigo o cebada, ahora son usados para la producción de biocombustibles, comprometiendo la alimentación mundial.

Pero no está todo perdido, las algas tienen el potencial de producir unas 10 veces más biocombustibles que los cultivos tradicionalmente usados para este propósito, tal como la palma aceitera. Además, las algas tienen la ventaja de sobrevivir en ambientes donde estos cultivos agrícolas no lo harían, como en aguas saladas o de pHs elevados; usando como sustrato las emisiones de dióxido de carbono de las fábricas o las aguas servidas de las ciudades. Y por si esto fuera poco, podemos obtener otros productos como biopolímeros, proteínas, comida para animales y fertilizantes.

El uso de las algas para obtener combustibles no es algo reciente, tiene ya más de cuatro décadas de estudio.

Pero, por qué recien le damos importancia? Lo que pasa es que hasta hace unos años, el costo del petróleo era tan bajo, que no era rentable desarrollar la tecnología de las algas; pero ahora, el precio del petróleo está tan elevado, que hace viable la inversión en la biotecnología algal.

Entre los años 80's y 90's se empezaron a cultivar las algas en fotobiorreactores. Durante esta década se hicieron los primeros estudios; se las alimentó con diferentes emisiones de dióxido de carbono y se examinaron especies que podían tolerar ambientes extremos. En el año 1994 se hizo la primera transformación genética en una microalga y posteriormente se empezaron a aislar y caracterizar los primeros genes para enzimas que incrementaban la producción de aceites.

Tal como cualquier organismo fotosíntético, las algas podían doblar su población con un poco de agua, dióxido de carbono y luz solar. Al privarlas de nutrientes, las algas sufrían un estrés fisiológico provocando que la energía sea almacenada en forma de aceites naturales, que luego eran extraídas y mediante el proceso de transesterificación eran convertidas en biodiesel (metil etil ésteres). Además, las algas producían hidrógeno, etanol y hidrocarburos de cadena larga.

Pero en este punto viene el dilema. Cuando las algas desvían la energía a la producción de aceites, su crecimiento era casi nulo y si la energía se desviaba al crecimiento de la biomasa la producción del aceite era mínima. Muchas compañías inviertieron cuantiosas sumas de dinero para tratar de solucionar este 'pequeño' inconveniente. El avance en la ingeniería genética permitió determinar los genes involucrados en la síntesis de los lípidos y como estos genes eran regulados. Estos estudios se realizaron en la famosa Chlamydomonas reinhardtii (la E. coli de las algas). Esta especie, si bien es muy conocida, ya que se tiene su ADN plastídico y genómico secuenciado, no es un productor natural de aceites. Los descubrimientos obtenidos en esta especie no se podían extrapolar con las especies productoras de aceites.

Existen alrededor de 200000 especies de algas, pero menos de la cuarta parte han sido estudiadas. Universidades, institutos y empresas biotecnológicas están dando más importancia a estos organismos y están empezando con la bioprospección en algas, recolectando muestras de diferentes ambientes y usando tecnología de punta para su estudio.

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Manual de instrucción para la vida

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Un codón para dos aminoácidos?

Uno de los dogmas de la Biología dice que cada combinación de 3 nucleótidos (codones) corresponde a un determinado aminoácido, y que esta correspondencia de uno a uno, es una característica escencial de nuestro código genético. Pero... por qué creemos que esto tiene que ser necesariamente así? Por qué el afán de simplificar la vida a unos cuantos dogmas? Un protozoario ciliado llamado Euplotes crassus, parece que no le gusta" seguir órdenes" y puede codificar dos aminoácidos a partir de un mismo codón, rompiendo así más de cuatro décadas de creencia científica.

OJO: No confundir, un aminoácido puede estar codificado por varios codones, pero un codón -hasta ahora- sólo podía codificar un sólo aminoácido. Osea el aminoácido es promiscuo, se puede meter hasta con 6 codones como la p**a de la Leucina, mientras que el sonso del codón es fiel, solo anda con un aminoácido.

Investigadores liderados por el bioquímico Vadim Gladyshev de la Universidad de Nebraska fueron los que descubrieron este comportamiento. En el género Euplotes la Cisteína (Cys) está codificada por 3 codones: UGA, UGU y UGC a difernecia de los demás seres vivos, donde UGA es un codón de terminación (No codifica para ningúbn aminoácido); pero en este género, además de codificar para la cisteína, codifica para la selenociestéina (Sec).

El truco parece ser un elemento genético conocido como la Secuencia de Inserción de la Selenocisteína (SECIS), que forma un loop -como un chupón- en el extremo 3' no traducido (3'-UTR) , la cual -según explica Gladyshev- interactúa con el ribosoma y cambia el mensaje del UGA (mostrado con color rojo).
Llegaron a esta conclusión ya que al modificar la secuencia del SECIS, el loop desaparece y UGA nuevamente vuelve a codificar para Cisteína y no para Selenocisteína. La Selenocisteína es importante para el buen funcionamiento de este organismo ya que posee al menos 8 selenoproteínas. Para este estudio utilizaron un isotopo radiactivo (Selenio-75) y la Proteína Fluorescente Verde (GFP) para evidenciar la expresión o no expresión de estas secuencias.

Ahora este equipo de investigadores tratan de entender como SECIS manipula el codón UGA y si este fenómeno también puede ocurrir en otros organismos. De darse esto, habrá que reescribir todos los libros de Biología, empezando por el Audesirk y terminando por el Escuela Nueva.

Fuente:

Anton A. Turanov, Alexey V. Lobanov, Dmitri E. Fomenko, Hilary G. Morrison, Mitchell L. Sogin, Lawrence A. Klobutcher, Dolph L. Hatfield, Vadim N. Gladyshev. Genetic Code Supports Targeted Insertion of Two Amino Acids by One Codon. Science 9 January 2009. Vol. 323. no. 5911, pp. 259 - 261.

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Proyecciones climáticas para finales de siglo

Investigadores de las Universidades de Washington y Standford en EEUU analizaron los datos de 23 modelos climáticos, obteniéndo resultados poco alentadores. A través de todos estos modelos demostraron -con más de un 90% de probabilidad- que el incremento de las temperaturas en las temporadas de calor para final del siglo XXI, excederá la temperatura más extrema resgistrada entre 1900 y el 2006.

Como recordarán, la ola de calor que azotó Europa en los meses de julio y agosto del 2003, trajo consigo la muerte de centenares de personas y la perdida de cuantiosas áreas de cultivo. Las áreas más afectadas por este aumento en la temperatura proyectada para finales de este ciclo serán las zonas tropicales y sub tropicales como lo muestra las siguientes figura:

Las figuras muestran el porcentaje de aumento de las temperaturas con respecto al mayor aumento registrado entre 1900 y el 2006. Osea, si en un verano se alcanzó una temperatura de 36.4ºC, que es la máxima temperatura registrada en esa área entre los años 1900 y 2006, donde la temperatura promedio en veranos es 33.2ºC, quiere decir que esta temoeratura es 3.2ºC más alta de lo normal. Ahora los cuadros muestran los porcentajes con respecto a esta diferencia, las zonas rojas son 100%, osea 3.2ºC más (según el ejemplo), la temperatura será no de 36.4ºC, sino de 39.6ºC¡¡¡¡ y se equivocan si esta temperatura será la máxima que se registre durante esos años, esa temperatura será la TEMPERATURA PROMEDIO en los veranos.

Si no se toma conciencia del Cambio Climático, nuestras areas de cultivo, la producción agrícola para biocombustibles y nuestra seguridad alimentaria se verán seriamente afectadas.

Fuente:

David. S. Battisti and Rosamond L. Naylor. Historical Warnings of Future Food Insecurity with Unprecedented Seasonal Heat. Science 9 January 2009:Vol. 323. no. 5911, pp. 240 - 244 DOI: 10.1126/science.1164363

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El calamar lechon; siempre sonriente

La imagen la semana, para esta semana -valga la redundancia- es el calamar lechón, un cefalópodo con cara de chancho, que vive a unos 100m bajo el mar, tiene una rara pigmentación que lo hace ver siempre sonriente; y no solo eso, sus tentáculos la hacen de una "cabellera" y una pequeña protuberancia en la parte delantera, da la forma de una nariz; asemejando a una muy divertida cara humana, como esa de las caricaturas.

El calamar lechón, Helicocranchia pfefferi, tiene el tamaño de una naranja. Foto: Gary Florin/Rex features.

Fuente: The telegraph

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2009: Año Internacional de la Astronomia

Durante las últimas semanas estuve viendo muchos programas acerca del universo y del espacio. En National Geographic y Discovery Channel fue la Semana del Espacio, el Universo en History Channel y hasta los Simpson tuvieron sus especial sobre el espacio. Todo esto se debía a que la UNESCO declaró al año 2009 como el Año Internacional de la Astronomía (IYA2009), tal como el 2008 fue el Año Internacional de la Papa (declarado por la FAO) y hace muchos años el Año Internacional de la Mujer (declarado por la Chilindrina en uno de los capítulos del Chavo del 8). Ahora el slogan será "Astronomea Perú" (tal como el recordado "papea Perú"), aunque aún no hayan terminado de hacer la página oficial del IYA2009 para el Perú: http://www.astronomy2009.org.pe/, todas la están activas menos esta.

Es increíble en todo lo que se ha avanzado en este campo de la Ciencia, claro que no igualarán al avance de la Biología, pero se acercan. Hace poco me enteré que Plutón ya no era considerado como un planeta -pobrecito, todo por ser chiquito y distante- ahora paso a ser un Plutoide (osea un planeta enano que está más alla de la órbita de Neptuno, según la Unión Astronómica Internacional). Pero, si Plutón en cierto momento de su órbita se encuentra más cerca al sol que Neptuno, hasta ahora no entiendo que han tratado de hacer, ojalá alguien me pudiera explicar.

Pero, que tiene que ver esto con la Biología, que es la parte que nos interesa. Bueno, uno de los principales objetivos que la astronomía busca, es de poder explicar como se inició todo. La teoría que más manejamos sobre el origen del universo es la del Big Bang, a partir de esta manejamos la demás teorías de la formación de las estrellas, planetas y satélites, la vida, el hombre y finalmente... Dios.

Otra de las cosas que la astronomía busca es la vida en otra parte del Universo. A quien se le puede ocurrir que estamos solos en este vasto (¿basto?) universo. Dejemos de lado los OVNIs y los extraterrestres de ojos grandes que secuestran gente en las carreteras de Nuevo México para investigarlas y reproducirse con ellos formando una raza de súper-híbridos que están posicionados en el poder de las principales potencias mundiales que controlan el mundo y que son responsables del agotamiento del petróleo porque se lo llevan para que funcionen sus OVNIs que transportan a los extraterrestres de ojos grandes que secuestran gente... dejemos de lado eso, que se vuelve en un círculo vicioso. Encontrar vida en otros planetas, sean más avanzados o más simples que nosotros, ayudaría mucho a explicar el origen de la vida en nuestro propio planeta. Si encontramos vida, y esta es más simple, sería como ver en vivo y en directo lo que pasaba en la tierra hace unos 3 mil millones de años; por otro lado, si encontramos vida más inteligente, ellos sabrán como fue el origen de la vida y nos la explicarán y luego nos aniquilarían, ya que al ser más avanzados que nosotros, seremos para ellos tan insignificantes como para nosotros es un hormiguero con millones de hormigas (las hormigas son sociedades muy avanzadas, pero aún así para nosotros son insignificantes).

astronomía además nos ayudará a entender los fenómenos que afectan directamente a nuestro planeta. Un reciente artículo señala que la actividad solar ha alcanzado sus valores máximos en estos últimos 100 años, y dentro de poco entrará en un periodo de baja actividad que durará entre 95 y 116 años, pero esto en que nos afecta? Cuando el sol está más activo, los vientos solares son más fuertes, protegiendo al sistema solar de los peligrosos rayos cósmicos; pero, si la actividad baja, estos rayos cósmicos perjudiciales no podrán ser contrarestados y chocarían con mayor fuerza en nuestro planeta, pero la peor parte la llevarían los astronautas, quienes ya no contarían con la protección del sol, y los rayos cósmicos (en su mayoría X y Gamma) les provocarían esterilidad y cáncer. Imagínate esta situación: un astronauta, recién casado lo mandan a una expedición tripulada a Marte y los rayos cósmicos lo dejan estéril; depués de 4 años regresa a casa, se pone al día con su esposa y después de 1 año ella sale embarazada, como crees que se sentiría ese pobre astronauta?... por eso los rayos cósmicos serían muy perjudiciales para ellos y podrían afectar las expediciones futuras de la NASA.

Finalmente, para terminar -ya que me tengo que ir a ver Dr. House-, este año se espera mucho de la astronomía, muchos proyectos ya han sido lanzados (a pesar de la crisis económica mundial) y no solo por la NASA, sino también por otras Agencias Espaciales Europeas y Asiáticas. Estamos seguros que estas misiones ayudarán a responder muchas de las preguntas sin respuesta que aún tiene la Biología.

Artículos relacionados:

http://biounalm.com/2007/02/origen-de-la-vida-parte-i.html
http://biounalm.com/2007/03/origen-de-la-vida-parte-ii.html

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