Genoma mitocondrial

Supongo que sabéis que además de, en el núcleo celular, también hay ADN en las mitocondrias, pues bien yo os voy a introcucir un poco en la historia del genoma mitocondrial: Breve descripción del ADN mitocondrial, con sus características, la forma de heredarlo, etc ... El ADN mitocondrial se reproduce por sí mismo semi-autónomamente cuando la célula eucariota se divide. El ADN mitocondrial fue descubierto por Margit M. K. Nass y Sylvan Nass utilizando microscopia electrónica y un marcador sensitivo al ADN mitocondrial. Evolutivamente el ADN mitocondrial desciende de genomas circulares pertenecientes a bacterias, que fueron englobadas por un antiguo ancestro de las células eucariotas las características de este ADN.
Este ADN, al igual que los ADNbacteriano , es una molécula bicatenaria, circular, cerrada, sin extremos (cromosoma mitocondrial). En él están codificados dos ARN ribosómicos, 22 ARN de transferencia y 13 proteinas que participan en la fosforilación oxidativa

El número de genes en el ADN mitocondrial 37(3)es de frente a los 20.000 - 25.000 genes del ADN cromosómico nuclear humanos El cromosomitocondrial se organiza en "nucleoides ", de tamaño variable y de unos 0,068 nanómetros de tamaño en humanos,y formados por entre 5-7 cromosomas y algunas proteínas, como el factor de transcripcion mitocondrial A , la proteina de la union al ADN mitocoindriaco es de cadena secilla y la helicasa twinkle. Su número por mitocondria es muy variable, pero su distribución se realiza a intervalos fijos, y muchos de ellos parecen localizarse en los "tubos mitocondriales". Parece ser que los nucleoides mitocondriales podrían tener un comportamiento "en capas", llevando a cabo la replicación en su centro, mientras que en la periferia sitúan la traduccion de las proteínas necesarias para la cadena respiratoria. El número de tales nucleoides sería de varios cientos (400-800) en células de cultivo, y mucho menores en otras especies en que su tamaño es mayor.
El ADN mitocondrial está en replicación constante, independientementemente del ciclo y del tipo celular. Se piensa que tiene lugar de forma asíncrona, es decir, que tiene lugar en las dos cadenas en tiempos diferentes y con dos orígenes distintos hacia direcciones contrarias. El comienzo tendría lugar en el origen de la cadena pesada, situado en el bucle D, y replicaría ésta tomando como molde la cadena ligera. Cuando se alcanza el segundo origen, situado a dos tercios de distancia del primero, comienza la segunda ronda de replicación en sentido opuesto. Se ha propuesto un nuevo sistema de replicación que coexistiría con el primero. Sería bidireccional y comportaría una coordinación entre hebras directas y retrasadas. En la replicación en mamíferos estarían involucradas lapolimerasa y y la helicasa twincle
El ADN mitocondrial está sometido a un importante estrés por su proximidad con los centros de producción de radicales libres de oxígeno, de forma que disponen de una varia y compleja maquinaria de reparación, lo cual incluye diversas formas de recombinación, tanto homóloga como inhom Seconsidera que este ADN se hereda de la madre por lo que cuando un espermatozouide fecunda unovulo penetra el núcleo con su ADN pero deja afuera su cola y citoplasma, donde están las mitocondrias. Por lo tanto, en el desarrollo del cigoto sólo intervendrían las mitocondrias contenidas en el óvulo. Sin embargo, se ha demostrado que las mitocondrias del espermatozoide pueden ingresar al óvulo. Según algunos autores el ADN mitocondrial del padre puede perdurar en algunos tejidos, como los músculos. Según otros, no llega a heredarse al ser marcado por ubiquitinacion y degradadoDebido a que la herencia del genoma mitocondrial es exclusivamente a través de vía materna y que hay un fragmento en este genoma de 400pb (pares de bases) que son altamente polimorfico, podemos considerar que este ADN permanece inalterable por esta vía durante muchísimos años. Este ADN se puede obtener de muestras de cualquier tejido, incluso de la sangre y del tejido óseo. Si se puede obtener de huesos ; podríamos obtener este genoma de individuos ya muertos desde hace muchos años. El analisis de éste se usa para estudiar las relaciones filogenéticas; y no sólo en humanos sino, también en muchos otros organismos; por lo que se podría utilizar para determinar variabilidad en poblaciones naturales (para ver si hay o no endogamia ), utilizándose también en conservación de especies en peligro de extinción. Hay estudios de investigación que utilizan genes mitocondriales que pueden ocasionar algun tipo de enfermedad Algunos investigadores españoles defienden que la obesidades posible que se herede por genes mitocondriales de vía materna. Este descubrimiento supone una vía de actuación contra este problema si se consiguiera regular el ADN mitocondrial con ciertos fármacos. El genoma mitocondrial posee infinidad de ventajas para estudiar relaciones evolutivas. El estudio del ADNmt es más fácil, ya que el tamaño de la molecula es más pequeña que el nuclear; además se puede aislar muchas porque cada celula tiene variasmitocondrias . También se sabe que el ADNmt evoluciona mas rápido, por lo que es más fácil aún saber las relaciones entre organismos muy parecidos; como no, también se sabe que no se produce recombinación puesto que solo se hereda por vía materna y se mantiene intacto de una generación a otra, solo les afecta las mutaciones.


Usos del ADN mitocondrial en la actualidad 
Este se utiliza para identificar personas y tambien lo utilizan los lab forenses . Fotos e información sacados de : http://www.google.es/images?hl=es&client=firefox-a&hs=j6s&rls=org.mozilla%3Aes-ES%3Aofficial&channel=s&biw=1024&bih=576&tbs=isch%3A1&sa=1&q=ADN+mitocondrial&aq=f&aqi=&aql=&oq=

ADN artificial que mantiene vivas a las células

Un equipo de científicos de la Universidad de Princeton, en Estados Unidos, ha conseguido crear un ADN sintético que, insertado en células de la bacteria Escherichia coli que carecían de ciertos genes necesarios para la supervivencia en entornos desfavorables, logro que dichas células sobrevivieran. Aunque aún no se ha conseguido determinar el mecanismo que posibilitó esta supervivencia celular, los investigadores señalan que éste ha sido un gran paso para la biología sintética, que nos acerca a la creación de vida artificial.

El pasado mes de mayo, se hizo público un avance alcanzado por científicos del Instituto J. Craig Venter, de Estados Unidos, en el terreno de la biología sintética, una disciplina que consiste en la síntesis de biomoléculas o ingeniería de sistemas biológicos con funciones nuevas que no se encuentran en la naturaleza.

Lo que los investigadores norteamericanos consiguieron entonces fue que un genoma sintético, creado por ellos mismos mediante síntesis química, controlase las funciones de una célula bacteriana.


Secuencias rescatadoras

En concreto, los científicos sustituyeron el genoma de la bacteria Mycoplasma capricolum por otro sintético con la secuencia del de la especie Mycoplasma mycoides. Como consecuencia, la primera bacteria comenzó a auto-replicarse como la segunda.

Ahora, otro equipo de investigadores, en este caso de la Universidad de Princeton, en Estados Unidos, dirigidos por el profesor de química de dicha universidad Michael Hecht, ha dado un paso más en este terreno.

Estos investigadores han conseguido demostrar que secuencias de ADN diseñadas en laboratorio y distintas de cualquier otra secuencia encontrada en la naturaleza pueden “rescatar” a algunas células, al producir proteínas que sostienen la vida de la misma manera que las produce la naturaleza.

Según explica Hecht, estas secuencias de ADN sustitutas no fueron aleatorias sino que se diseñaron intencionadamente para su inserción en células que habían perdido genes necesarios para la supervivencia celular, en entornos poco favorables.

Cuatro cepas supervivientes

Según se explica en la revista Scientificamerican, Hecht y sus colaboradores utilizaron para su estudio 27 cepas de una famosa bacteria que se encuentra generalmente en los intestinos humanos: la Escherichia coli.

Estas cepas carecían de genes responsables de su supervivencia en ciertas condiciones, incluidas las de alimentación limitada. Los investigadores introdujeron en las células de la Escherichia coli más de un millón de secuencias de ADN sintético, cada una de ellas para la codificación de una proteína.

Según Hecht, era de esperar que: “si le dábamos a las células una oportunidad de escoger uno de nuestros genes, y si ese gen les permitía sobrevivir bajo las condiciones establecidas, entonces esas células formarían una colonia en la que el resto de células vecinas (que no contaban con el ADN sintético) morirían”.

Efectivamente, después de varios días de incubación, cuatro cepas experimentales individuales habían formado colonias, mientras que las células de un grupo de control habían perecido.

Los científicos comprobaron posteriormente estos resultados, con el fin de asegurar que las células supervivientes habían sobrevivido gracias al gen incorporado, y que la supervivencia no era resultado de mutaciones de adaptación en los cromosomas originales.

Para ello, purificaron el ADN de las nuevas colonias e insertaron en él nuevas células con la misma ausencia genética original.

Nuevas herramientas para la vida

“Hicimos esto una y otra vez para asegurarnos de que el fenotipo (expresión del genotipo en un determinado ambiente, en este caso, “capacidad de supervivencia”) era producto del genotipo que nosotros habíamos colocado en las células”, afirma Hecht. Los resultados confirmaron que el gen sintético incorporado fue el causante de la supervivencia de las células.

Los científicos aún no han podido establecer el proceso por el cual las células sobrevivieron. Se cree que el mecanismo que mantuvo viva a las células podría ser completamente diferente a los mecanismos hasta ahora conocidos.

Hecht señala que experimentos destinados a elucidar dicho mecanismo están en camino y que resultarán “verdaderamente importantes”. Su descubrimiento podría servir para acercarnos más a la creación de vida artificial, constituida por sistemas vivos generados con elementos no derivados de la naturaleza, sino diseñados y sintetizados en laboratorio.

Otra de las cuestiones clave pendientes sobre el genoma artificial sería la siguiente: ¿Podríamos mantener la vida con herramientas completamente nuevas? La investigación de Hecht y sus colaboradores se centra ahora en tratar de responder a estas cuestiones.

Estos pequeños avances en la ciencia, dentro de no mucho, harán que podamos ver un mundo revolucionario, pero hasta llegar a esa meta, hay que dar pequeños pasos como estos.

¿Es la inteligencia una o existen varias inteligencias?

¿Es la inteligencia una o existen varias inteligencias, y cuál es su base biológica? Las técnicas de neuroimagen, que permiten a los científicos explorar inocuamente el cerebro de personas vivas, están encontrando respuestas a preguntas como esta, que tienen una clara repercusión social .

Ya se había encontrado una relación entre el grosor de la corteza cerebral y la medida de la inteligencia general y ahora un nuevo estudio, en niños y adolescentes, se ha centrado en ver si este parámetro se relaciona también con el rendimiento cerebral en aspectos específicos. La respuesta es que no parece que exista una colección de capacidades separadas, sino que una poderosa capacidad general (llamada g) condiciona el rendimiento en las variadas situaciones que requieren el uso de la inteligencia.

Sin embargo, "gurús mediáticos como Howard Gardner, Robert Sternberg o Daniel Goleman han logrado convencer a bastantes ciudadanos de lo contrario", dice Roberto Colom, catedrático de Psicología en la Universidad Autónoma de Madrid , que ha participado, junto con otros investigadores de Canadá, Reino Unido y Estados Unidos, en un estudio que se publicará en la revista NeuroImage.

Autores como Gardner, recuerda Colom, han mantenido que no existe nada parecido a una capacidad intelectual general sino que, por el contrario, algunas personas destacan en el manejo del lenguaje, mientras que otras destacan con los números o en actividades que requieren procesamiento viso-espacial. Alguien podría ser perfectamente torpe con el lenguaje y excepcional con los números, según ellos.

El estudio analizó cómo las diferencias de grosor cortical de más de 200 participantes (niños entre 6 y 18 años) se relacionaban con su rendimiento intelectual en una variada serie de pruebas de naturaleza verbal, viso-espacial y numérica. Se obtuvo una puntuación para cada una de esas clases de tareas, pero también un índice de capacidad general (g) para cada participante. La conclusión, sorprendente, fue que cuando se consideran las puntuaciones verbales, viso-espaciales o numéricas anulando la influencia de g las relaciones con el grosor cortical desaparecen.

"Lo que queda cuando se descuenta la capacidad general (g) es ruido sin valor para el cerebro" concluye Colom. "Si alguien es muy bueno con el lenguaje es mucho más probable que improbable que también lo sea con los números y en el procesamiento viso-espacial", añade. "El hecho de que se usen pruebas verbales, numéricas o viso-espaciales no es realmente importante para comprender las relaciones de nuestra inteligencia con la biología, sino el hecho de que capturen esa capacidad general o g con mayor o menor intensidad".

Estos resultados no deben verse como contradictorios respecto a las pruebas existentes de la especialización funcional de las regiones de la corteza cerebral, advierten los autores del estudio, cuyo primer autor es Sherif Karama, de la Universidad McGill (Canadá). Solo se refieren al grosor de la corteza, que se cree refleja la densidad y la distribución de las neuronas y otras células y fibras del sistema nervioso.

La definición de inteligencia

Gottfredson definió en 1997 la inteligencia humana como "una capacidad mental muy general que, entre otras cosas, incluye la aptitud para razonar, planear, resolver problemas, pensar de forma abstracta, comprender ideas complejas, aprender rápidamente y aprender de la experiencia. No es únicamente aprender de los libros, una habilidad académica limitada, o hacer bien los tests. Por el contrario, refleja una capacidad más amplia y profunda de abarcar lo que nos rodea".

Los que puntuaron mejor en una prueba específica de inteligencia tenían mayor grosor de corteza cerebral en determinadas regiones cerebrales (izquierda), pero esta relación desapareció cuando se anuló la influencia de la inteligencia general (derecha).

Sin duda una noticia muy interesante y que abre puertas que antes eran desconocidas, o mal conocidas, y sobre todo, rompe muchos tópicos que se tenían antes acerca del tema de la inteligencia, un tema que siempre tendrá polémica.

Fuentes: ElPais, CienciayAventura