¿Qué es un cromosoma artificial?

Un cromosoma artificial es  un vector de clonación de grandes fragmentos de DNA. A día de hoy conocemos y se usan los BACs - Bacterial Artificial Chromosomes (capacidad de 150 Kb de media), los YACs – Yeast Artificial Chromosomes (desde 200-1500 Kb) y los PACs - P1 derived Artificial Chromosomes (aprox. 200 Kb). Y no está muy descabellada la idea de los HACs – Human Artificial Chromosomes, que serían usados como vectores de entre 6 y 10Mb actuando como un minicromosoma estable que se transmitiría en todas las células del organismo y que podría contener genes completos con sus secuencias reguladoras.

Componentes necesarios para la formación de un HAC

¿Qué es un Cromosoma Artificial Humano (HAC)?

Es aquel de construcción análoga al cromosoma artificial de levadura, que consta de un centrómero y telómeros de origen humano, que permitiría la clonación de fragmentos de ADN muy grandes y su transferencia a las células humanas para aplicar la terapia génica.

¿Y qué ventajas tiene? Las principales son: Pueden portar más de cientos de kb (genes completos con sus zonas regulatorias) llegando a medir megabases en total. Y evidentemente no tendrían problemas de inserción. Pero… ¿Su expresión sería normal? ¿Y su segregación? ¿Serían estables?

¿Qué necesitaríamos?

Serían necesarios varios componentes esenciales, lo primero un centrómero proveniendte de la rotura de un cromosoma o de secuancias repetitivas alfa satélites sintetizadas de novo. Este componente es necesario para el reparto del cromosoma a las células hijas y como origen de replicación.

Después necesitaríamos los extremos teloméricos todo ellos unido al centrómero y por supuesto al conjunto de genes que tendría nuestro cromosoma artificial humano.

Aunque todo esto no es tan sencillo como parece, en sucesivos posts voy a explicar posibles formas de crear un HAC  y problemas morales y tesituras en las que nos envolvemos si en un futuro esta técnica se decidiera usar como terapia génica, o incluso como mejora del genoma humano o como supervacuna para enfermedades deletereas específicas o incluso como solución en un futuro a la continua acumulación de mutaciones en el genoma humano y seguir siendo viables.

Imagina un tamiz para filtrar arena y recoger los componentes más grandes. Coloca tres de éstos en posición vertical. Es fundamental que cada uno tenga una luz de malla (diámetro de de los agujeros) diferente y ponerlos de mayor a menor. Ahora coge un puñado de arena y fíltralo. Podrás ver que en el primero se habrán quedado las piedras más grandes, en el segundo tendrás unos agregados de arenas, en el tercero los granos más grandes y lo único que habrá podido pasar son los más finos.

Esto que acabo de describir es una metáfora de cómo se organizan las especies en un ecosistemas. O mejor dicho, nos sirve para entender la composición de especies que viven en un determinado ecosistema.  Volvamos a imaginar un poco más. Ahora supón que lo que tienes en la mano no es un puñado de arena, sino unas bolitas de diferente diámetro. Esas bolitas son todas las especies que podemos encontrar en la Tierra. Cuando las haces pasar por nuestro experimento lo primero que se encuentran es el filtro histórico. Es decir, ¿pueden las especies llegar hasta el ecosistema que estamos estudiando? Dentro de esta pregunta entran los procesos de migración, colonización y geológicos. Por ejemplo, si nuestro ecosistema esta en Sur América, es muy poco probable que encontremos especies de Japón. Aunque si podríamos encontrar especies de África ya que este continente estuvo unido a Sur América.

Lo siguiente es el filtro fisiológico cuyas características se la dan los factores ambientales u abióticos que encontramos. La pregunta que hay que hacer es la siguiente ¿pueden las especies soportar las condiciones ambientales? Un ejemplo rápido: un camello no dura ni dos asaltos en Groenlandia. Sobre todo es muy importante que la especie pueda sobrevivir y reproducirse en la zona.

Por último, nos encontramos el filtro biótico. Evidentemente las especies no están solas en los ecosistemas. Hay muchos inquilinos y con algunos de ellos no se van a llevar bien. Ahora la pregunta es ¿pueden las especies competir y defenderse con éxito? Un caso claro: el lobo y el león no querrán compartir la pata del cordero.

Pero además debemos añadir otro factor más a nuestro modelo. Y es que los filtros no son constantes en el tiempo. Vamos, que por muy preparado que estés para cazar gamusinos, de nada sirve porque las reglas del juego pueden cambiar. Por ello si las especies quieren seguir en el tablero han de tener capacidad adaptativa. Sólo así podrán sobrevivir y evitar que la selección natural les pille en el baño.

Bueno dentro del tema de los incendios podríamos hacer referencias a muchos problemas administrativos y de carácter cívico pero nos vamos a centrar en los distintos factores fisiológicos que convierten a nuestra flora en pasto de llamas cada poco tiempo.

En primer lugar y como aspecto fundamental nuestro clima mediterráneo claramente estacional presenta un verano propenso a  la sequia con elevadas temperaturas y drásticas bajadas en los recursos hídricos disponibles, esto permite la acumulación de materia orgánica muerta incluso adherida aun a los individuos vivos, pues los descomponedores no pueden actuar bien con tan poco agua.

Al ser plantas tolerantes al estrés hídrico, presentan un bajo contenido en agua, estando vivas pero secas, además en su mayoría tienen una estructura de ramas finas divergentes que permiten mejor la aireación y por tanto la combustión,  que los troncos gruesos.

Otro punto importante a tener en cuenta, es que nuestra flora tiene tendencia a acumular compuestos secundarios volátiles e inflamables.

En su mayoría parece que los motivos que hacen a nuestra flora fácil pasto del fuego, son a su vez aquellos que le permiten sobrevivir en un ambiente seco con elevado estrés hídrico.

Antes de despedirme me gustaría dejaros tranquilos al deciros que la mayoría de nuestras plantas, presentan estrategias tanto pasivas, resistiendo el fuego (ej. El corcho del alcornoque) o activas recolonizando rápidamente pro rebrote y germanización la zona incendiada, rica en nutrientes de fácil absorción.

El luchador de Siam (Betta splendens) es uno de los peces de agua dulce más bellos de los acuarios. Su reproducción empieza, después de un estudiado cortejo, con el macho abrazando a la hembra haciéndole una extracción para sacarle los huevos y él los fertiliza. Antes de que los huevos caigan al fondo, el macho los recoge con la boca y los sube hasta el nido de burbujas construido por él. La hembra, después de que el macho le haya dado el “abrazo”, queda tan agotada que parece como si estuviera muerta flotando (luego se recupera y vuelve en sí). El proceso de apareamiento es continuo hasta dos horas.

Fuente:
http://losporquesdelanaturaleza.com

Como hablamos en un anterior artículo sobre la función de los elementos IRES, hoy vamos a ver como los virus usan secuencias similares a éstas para usar la maquinaria ribosómica de la célula y así poder sintetizar las proteínas necesarias para su multiplicación. También vamos a ver como la estructura y la forma tanto secundaria como terciaria que forma este segmento en el ARN es de vital importancia para atraer a distintos factores de traducción, proteínas de unión a ARN y por supuesto la maquinaria ribosomal para revisar el ARN del virus hasta encontrar la pauta de lectura que inicie la traducción.

Estructura del elemento IRES en Virus

Para explicar esta estructura han sido estudiados diferentes virus de mayor a menor complejidad como son el picornavirus, el virus de la Hepatitis C o la región intergénica del Dicistrovirus. Se trata de una secuencia que ocupa aproximadamente 450 nucleótidos y que se encuentra en un 50% conservada entre diferentes virus de la misma familia, organizado en diferentes dominios que podemos distinguir por foma y/o función.

Estudios demuestran, que regiones distales de estos elementos interaccionan con factores celulares, provocado principalmente por la adquisición de una estructura determinada que procederemos a explicar.

Como podemos ver en la figura, tenemos varias regiones que son complementarias con zonas ricas en Citosina (C) y Guanina(G) intercaladas por zonas no complementarias (dominios 2 y 4). El dominio 5 es aquel que acerca a la maquinaria ribosomal hacia los puntos de inicio de lectura en este caso encontrando un punto de lectura inicial (AUG1) y más adelante un segundo punto de lectura (AUG2) siendo este último un 80% más funcional que el primero (esto puede ser porque el primer AUG está más expuesto a ARN antisentido o proteínas que el segundo)

Pero vamos a centrarnos un poquito más en el dominio 3, que tiene una forma de hoja de trebol que puede recordarnos a los mismos dominios que se forman en los ARNt. Este dominio es muy importante tanto estructuralmente como en su conformación tridimensional para la eficacia de infección del virus. Destacamos varias zonas:

• Dominio rico en C que interacciona con PCBP (poly(rC) binding protein) que funciona como un coactivador en la replicación de los virus.
• Dominios RAAA y GNRA son dominios ricos en purinas que son muy conservados y forman una estructura terciaria determinada que atrae a la maquinaria ribosomal.
• Motivo A es esencial para mantener la estructura terciaria de los dominios RAAA y GNRA.

Elemento IRES visualizado con Chimera

Y finalmente ya que primero tenéis la estructura secundaria, arriba os muestro la estructura tridimensional visualizada con Chimera. El estudio de estos elementos IRES es muy importante porque debemos conocer bien su funcionamiento para saber cómo estas estructuras, consiguen desplazar la maquinaria celular en favor de su multiplicación para así aplicarlo en nuevos métodos contra virus o incluso para entender mejor la evolución de la maquinaria de traducción.

Artículo: Martinez-Salas Encarnacion The impact of RNA structure on picornavirus IRES activity Trends in Microbiology Vol.16 No.5 230-237

Los VIHs (en verde) se acercan a una célula dendrítica (en gris) y se ubican en un mismo lugar sobre su superficie exterior. A continuación, la célula interioriza los VIHs y los ubica dentro de una vesícula. Así, la célula se convierte en un “caballo de troya” que transporta los virus y facilita la propagación rápida de la infección.

Los VIHs (en verde) se acercan a una célula dendrítica (en gris)  y se ubican en un mismo lugar sobre su superfície exterior. Se han trazado en diferentes colores las trayectorias seguidas por algunos de los virus, lo que ha permitido a los cientificos estudiar los fenómenos físicos que las facilitan.

La animación permite observar en tres dimensiones la célula dendrítica (en rojo) con la vesícula donde se almacenan los virus del VIH (en verde).

Se observa como se forma un “caballo de troya”, pero en este caso los virus no están libres sino que provienen de una célula infectada por el VIH productora de virus.

Noticia: http://www.madrimasd.org/informacionidi/noticias/noticia.asp?id=51313&origen=Home_madrimasd (noticia) http://www.irsicaixa.es/es/media (videos)

Y como siempre, no sé si han leído este texto de Roberto Giraldo, donde deja un escrito con justificaciones de que todo es es mentira. ¿Qué opinan ustedes? Dejen su comentario.
Documento Roberto Giraldo: http://www.mitosyfraudes.org/Risks/foto_virus_hiv.html

Rattus norvegicus

Todos conocemos a Rattus norvegicus, una especie cosmopolita también conocida como rata parda, rata de alcantarilla, rata gris, marrón, china, noruega… y esto sin usar otros calificativos. Este a veces indeseado animal, proviene del norte de China y tiene el honor dentro de los roedores de haber conquistado todo. Bueno, todavía le faltan los desiertos, zonas heladas y los mares (se le perdona porque aún no hay roedor submarino). Es un éxito evolutivo.

Otra especie de roedor que le sigue de cerca es Mus musculus o ratón común, casero, doméstico y de laboratorio. Digamos los continentes que le quedan por conquistar y acabamos antes: Sur América, África y zonas polares. La diferencia con el anterior es que mientras conquista va sufriendo un proceso de especiación. Se le suponen unas nueve subespecies (entre seguras y dudosas) que con el pasar del tiempo podrían convertirse en especies “como dios manda”. Un ejemplo de estas subespecies son Mus musculus musculus (en Europa Oriental) y Mus musculus domesticus (en Europa Occidental). Entre ellas se está dando lo que se conoce como una especiación parapátrica, sin embargo aún se da hibridación entre las mismas.

Mesocricetus newtoni

Frente a estos grandes conquistadores, se encuentran las especies endémicas. Son aquellas que sólo podemos encontrar en zonas determinadas. Están muy especializadas para sobrevivir en un ambiente y no pueden salir de él. Algunos endemismos  dentro de Europa son Microtus gurbei (topillo campestre pirenaico), Mesocricetus newtoni (hámster rumano) y Lepus castroviejoi (liebre de piornal o de Castroviejo que sólo vive en la Cordillera Cantábrica). Un ejemplo curioso es la especie Dinaromys bogdanovi (ratón de nieve de los Balcanes) que vive en Croacia, Bosnia y Herzegovina, Serbia, Montenegro y Macedonia. Es el único miembro del género Dinaromys, es decir que se trata de un fósil viviente. Superviviente de un antiguo linaje.

Marmota marmota

Por último trataremos el caso de las especies relictas. Éstas son aquellas que en el pasado estaban muy extendidas, pero por un cambio ambiental ven reducida su área. La Marmota marmota (la marmota alpina) tiene el honor de ser el roedor más grande de Europa. En la última glaciación estaban extendidas desde Inglaterra hasta la Península Ibérica. Hacia el este se internaban hasta las bastas tierras rusas. Sin embargo, el cambio de clima las ha relegado a los Pirineos, Alpes y Rumania.  En estos casos también se pueden producir especiaciones y de la marmota conocemos dos subespecies: M. marmota marmota y M. marmota latirostris.