Después de ver un poco la estructura del aminoácido y su clasificación, hoy vamos a ver cómo se forman los enlaces entre ellos para formar cadenas de aminoácidos (polipéptidos).

El enlace que se forma entre 2 aminoácidos se llama enlace peptídicoy ocurre entre el grupo amino (-NH2de uno de los aminoácidos y el grupo carboxilo (-COOH) del otro, perdiendo una molécula de agua, y formando un enlace (CO-NH). El polipéptido se nombra desde el extremo aminoterminal al carboxiterminal, y se pueden añadir más aminoácidos pero siempre por el extremo carboxiterminal.

Enlace peptídico

Enlace peptídico

El enlace peptídico, es un enlace especial, que tiene cierto carácter de doble enlace ya que los electrones tienen cierta resonancia, lo que le otorga rigidez. Esto limita las posibilidades de conformación del polipéptido, y por ende de la proteína.

Resonancia en el enlace peptídico

Resonancia en el enlace peptídico

Según las posiciones de los carbonos α existen dos tipos de configuracióncis y trans. En la configuración cis los carbonos α se encuentran en su forma más acercada, mientras que en la forma trans los carbonos se encuentran en su forma más alejada, y por tanto más estable. Suele ser la configuración trans la favorecida en la conformación de la estructura de las proteína, aunque si participa prolina, suele ser la configuración cis.

Configuración cis y trans

Configuración cis y trans

Finalmente cada enlace peptídico tiene dos ángulos de torsión, uno entre el Cα y el NH (phi, Φ), y otro entre el Cα y el CO (psi, Ψ), lo cual permite a la proteína tomar multiples conformaciones. Se dice que la proteína está completamente definida cuando se saben todos los valores de phi y psi de sus aminoácidos.

Ángulos de torsión, phi y psi

Ángulos de torsión, phi y psi

Por tanto, ya sabéis por qué las proteínas pueden tomar configuraciones tan distintas, y la importancia del enlace peptídico y las proteínas en general en los seres vivos.

 




Billete EtiopíaEl billete que trataremos en esta sección nos llevará de viaje a través de una imagen poco común y real del Parque Nacional de las Montañas Simen. Este parque se encuentra en Amhara (República Democrática Federal de Etiopía), que es la región norte del país y lo conforman una serie de sistemas montañosos con clima semiárido que incluye el pico de Ras Dejen (3.543 metros). La cual es la montaña más alta del país y la cuarta cumbre del continente africano. Este espacio fue declarado Patrimonio de la Humanidad por la Unesco.

Dentro del billete observamos tres animales (un kudú menor, un caracal y unos elefantes africanos) y una planta (café). A priori, podríamos pensar que se tratan de especies significativas de este espacio natural pero no es así. Se trata de una representación de la riqueza natural del país y solamente el Caracal se encuentra en el Parque Nacional de las Montañas Simen.

En el centro de la imagen tenemos un Kudú menor (Tragelaphus imberbis), un mamífero herbívoro de tipo antílope del África Oriental de hábitos nocturnos y crepusculares. Suele vivir en grupos de dos a veinticuatro especímenes. Su velocidad máxima puede llegar a los 70 km/h. Los machos poseen cuernos y coloración de piel entre gris y marrón y las hembras son de color marrón claro. Además, ambos poseen diez rayas blancas en el cuerpo y dos flecos blancos en el cuello. Se encuentran extintos en el vecino país de Djibouti y según la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza su estado actual es de Especie Casi Amenazada sobreviviendo entre el centro y el sur del país.

A la derecha, contemplamos un ejemplar de Caracal (Caracal caracal nubica), un mamífero felino carnívoro. Antiguamente se le conocía como lince africano, aunque no se encuentran emparentados entre sí. Suelen ser animales solitarios, excepto en épocas reproductivas. Se alimenta de toda una serie de mamíferos de pequeño tamaño y hasta de crías de antílope, pero lo más común es que se alimente de aves, como el que podemos ver en la imagen. Son capaces incluso de cazar águilas. Esta subespecie se extiende entre Sudán y Etiopía. Históricamente la civilización egipcia lo domesticó para la cacería.

Como curiosidad, en miniatura se muestra también una manada de elefantes (Loxodonta africana oleansie). Tampoco se encuentran en este parque nacional debido a que estos habitan dentro del Santuario de vida salvaje de Harar (Santuario de Elefantes de Babille) al sureste del país. Debido a que el billete intenta mostrar las maravillas biológicas del país, el error seguramente ha sido intencionado.

Fuera de escena se representa una planta de cafeto arábigo (Coffea arabica), rubiácea de forma arbustiva originaria del este de África. Supone el principal cultivo en un país donde la agricultura absorbe aproximadamente el 50% del PIB y casi la totalidad de sus productos se exportan al resto del planeta. Aún así, según las estadísticas de la FAO en 2011, Etiopía estaba en el quinto en la producción mundial por detrás de Brasil, Vietnam, Indonesia y Colombia.

El billete está fechado en 1997, se encuentra escrito en el anverso en inglés y en el reverso en amhárico (el que se muestra aquí) que es un lenguaje de la región del Cuerno de África y se encuentra oficializado en Etiopía.Tiene un valor de 5 Birr, que en euros serían unos 20 céntimos aproximadamente.




Cuatro cosas no pueden ser escondidas durante largo tiempo: la ciencia, la estupidez, la riqueza y la pobreza. — Averroes

Ejemplar de mariposa monarca.

Ejemplar de mariposa monarca.

Hoy os escribo ya desde España, pero aún tengo muchas cosas que contaros sobre mi pequeña aventura. Digamos pues que estamos a la mitad de la crónica de Diario de un biólogo en México, quedándonos uno o dos breves más sin contar este que estáis leyendo ahora mismo para concluir.

Esta vez vamos a centrarnos en dos lugares maravillosos dignos de visitar, en primer lugar Valle de Bravo, un santuario de la Mariposa monarca o Danaus plexippus. Esta maravillosa especie puede ser una de las mariposas mas conocidas del mundo, incluso nosotros hemos hablado alguna vez de ella en nuestra web, que se caracteriza por un patrón de colores negros y naranjas, presentando una cobertura alar de entre 8,9 y 10,2 en estado adulto, pudiéndose diferenciar con facilidad los sexos dado que la hembra presenta una nerviación alar más oscura y el macho unos órganos redondeados (puntos) en las alas traseras llamados estigmas, por los cuales liberan feromonas durante el cortejo.

DSC_0114A lo largo de un año esta especie presenta 4 generaciones de vida, es decir, una vida media del individuo de 3 meses de vida. Esta es una vida media para un lepidoptero bastante larga, pero lo mas sorprendente es que una de estas generaciones vive 7 meses, dejando a las otras 3 solo 5 meses de vida. Esta generación más longeva es conocida como la generación Matusalen o generación migratoria, dado que realiza un viaje desde Canadá a México (unos 4000 kilómetros). En este caso no me gustaría daros datos, pues lo verdaderamente interesante es la sensación que trasmite a un biólogo o amante de la naturaleza, el poder contemplar este maravilloso fenómeno natural. Mirar en cualquier dirección es poder contarlas a centenares, incluso a miles. Arboles completos adornados con vestidos naranjas y negros formados por el cuerpo de estas criaturas, piñas de animales colgando como si de frutos gigantes se tratase. Estas agregaciones en piña o sobre la corteza presentan, como no, una función biológica concreta, la generación de calor.

Ciertamente si estáis por la zona y en la época oportuna (en la que nos encontramos) es un lugar de obligada visita, pero no os penséis que vais de paseo, nada más lejano, os encontráis ante una auténtica aventura. En primer lugar tenéis que llegar al Valle, cosa imposible para un extranjero a no ser que os apuntéis a un viaje turístico o como yo, busquéis un taxista que os lleve y os espere en el lugar (cuidado con los taxis, que os recomienden a alguien previamente porque puede ser peligroso, contactar conmigo si es necesario). Cuando lleguéis tenéis dos opciones, hacer el recorrido de subida hacia el lugar de reunión de las mariposas a pie, un viaje de unas tres horas por cuestas imposibles y “caminos” rodeados de caballos medio asilvestrados o como yo alquilar por unos 150 pesos (9 euros) uno de esos caballos y subir. Sin duda os recomiendo la segunda opción, entre el cambio de altitud que presenta México frente a España y la altura a la que están las mariposas, los españoles llegamos medio muertos. Eso si revisar bien las monturas, justo delante nuestra una mujer se callo del caballo (por cierto mucho más pequeños que los nuestros) porque la montura estaba suelta.

Tras este miniviaje, volvimos a D.F. y pasamos un par de días viendo algunos de la multitud de museos que tiene. Volvimos a buscar un taxista para que nos llevara a Teotihuácan, que viene a significar algo asi como ‘Lugar donde fueron hechos los dioses’, aunque se desconoce el nombre original del lugar. Se trata de una de las grandes ciudades prehispánicas y se encuentra a unos 45 kilómetros al noreste de la ciudad de México, siendo declarada Patrimonio de la Humanidad por Unesco en 1987.

Calzada de los muertos y Pirámide de la Luna

Calzada de los muertos y Pirámide de la Luna

Aunque los orígenes son todavía desconocidos, se sabe que fue una ciudad importante para el desarrollo de cultos y comercio, aunque una serie de acontecimientos marcados por la inestabilidad política, rebeliones y cambios climáticos dieron lugar a un rápido declive y posterior abandono de la ciudad. Aún se desconoce la etnia de los primeros pobladores, siendo posiblemente una urbe cosmopolita formada a raíz de miembros de distinta etnia, lo unido seguro es que no se trata de unas construcciones aztecas o mayas.

Dentro de la ciudad destacan 4 elementos: la calzada de los muertos, la pirámide de la luna, del sol y el templo de Quezalcoal, la serpiente emplumada. Resulta curioso pasear por el camino que va desde una pirámide a otra, también llamado la Calzada de los Muertos, por ella caminaban los que iban a ser sacrificados. Sin duda una visita de lo mas productiva.

Espero seguir contando el camino de un biólogo en México, mientras tanto:

– Diario de un biólogo en México, parte I y parte II. 

 




Cuatro cosas no pueden ser escondidas durante largo tiempo: la ciencia, la estupidez, la riqueza y la pobreza. — Averroes

Sonámbulo

Sonámbulo

El sonambulismo, también conocido como noctambulismo, es un trastorno del sueño. Este lo sufre casi el 20% de la población mundial en algún momento de su vida, siendo más frecuente en etapas infantiles.

Durante el sueño existen unas series de etapas cíclicas que se repiten varias veces a lo largo de la noche. Una de ella es la fase REM y la otra la fase no-REM. La fase REM se divide a su vez en cuatro etapas, comenzando desde una somnolencia a un sueño profundo, y en ella nuestro cerebro descansa mientras nuestro cuerpo aún está más activo. En las etapas finales (3 y 4) de esta fase se da el sonambulismo que permite levantarnos, realizar tareas simples e incluso otras más complejas como conducir un coche.

Durante la fase REM el cerebro se restaura y descansa, pero puede darse el sonambulismo de igual forma. En estos casos el sonambulismo se relaciona con situaciones más irreales. Esto se debe a que en esta fase del ciclo se activan amígdala e hipotálamo, que ayudan a la creación de sueños de contenido delirantes, de contenido emocional y con pérdida de la lógica común, activándose y siendo en parte causante de estos contenidos en los sueños la amígdala y el

En cualquiera de los casos la persona no recuerda nada de lo ocurrido durante el sonambulismo. Existe el mito popular de que no se debe despertar a un sonámbulo, pero realmente lo único que se produce es una desorientación y confusión igual a la que ocurre cuando nos despertamos en fases profundas del sueño. Además los sonámbulos son muy sugestionables, de forma que cualquier palabra que escuchen o estímulo que reciban puede desencadenar otra acción.

Las causas no se conocen con seguridad aun. Algunos estudios lo relacionan con  trastornos psiquiátricos y epilepsia. Otros  investigadores lo relacionan con una predisposición hereditaria, comprobada en estudios con gemelos. Sin embargo factores ambientales como el estrés, el ambiente familiar, o la tensión emocional, además de sustancias como el alcohol o antidepresivos pueden tener una influencia directa y desencadenar el episodio de sonambulismo.




Cuatro cosas no pueden ser escondidas durante largo tiempo: la ciencia, la estupidez, la riqueza y la pobreza. — Averroes

Ya vimos un poco, cuál era la estructura básica de los aminoácidos. Hoy vamos a ver cuáles son los aminoácidos y cómo los organizamos según las propiedades fisico-químicas de su cadena lateral (Esquema 1).

 

Figura 1: Todos los aminoácidos

Esquema 1: Todos los aminoácidos

Por tanto nos encontramos dos tipos de aminoácidos:

1. Apolares, son aquel grupo de aminoácidos que su cadena lateral no tiene carga.

1. Alifáticos, en este caso su cadena lateral carece de enlaces dobles conjugados.

1. Glicina (R=H) No tiene isomería óptica ya que tiene dos enlaces del Cα con Hidrógeno. Es uno de los aminoácidos que más flexibilidad proporciona a las proteinas, ya que al tener una cadena lateral pequeña, no obstaculiza el movimiento de los aminoácidos que lo flanquean.

2. Alanina (R=CH3) Es un aminoácido apolar y no puede participar en ningún mecanismo catalítico por lo que tiene una función meramente estructural.

3. Valina (R=CH2-(CH3)2) También su función es estructural.

4. Leucina (R=CH2-CH-(CH3)2) 

5. Isoleucina (R=CH3H-CH2-CH3) Es un isómero de la leucina con una cadena lateral igual pero los átomos se distribuyen de otra forma. Pero presenta un segundo carbono asimétrico, siempre en configuración S.

6. Metionina (R=CH2-CH2-S-CH3) Es un tioéter que incluye un átomo de azufre en la cadena lateral. Aunque es apolar, el átomo de azufre aparece ocasionalmente implicado en reacciones bioquímicas en algunas enzimas, ya que tiene un electro que puede actuar como agente nucleofílico.

Esquema 1: Aminoácidos apolares

Esquema 2: Aminoácidos apolares

2. Aromáticos, y en este, su cadena lateral tiene enlaces conjugados. Son responsables de la absorbancia a 280nm, típica de las proteínas. Se encuentran en hibridación sp2. Las nubes π de los anillos aromáticos pueden actuar como aceptores de puentes de hidrógeno o formar interacciones con grupos cargados positivamente.

1. Fenilalanina (R=CH2-Benceno)
2. Tirosina (R=CH2-Benceno-OH)
3. Triptófano (R=C(CH-NH)-Benceno

Esquema 2: Aminoácidos aromáticos

Esquema 3: Aminoácidos aromáticos

2. Polares, son aquellos que su cadena lateral tiene carga.

1. Sin carga. Son aminoácidos que carecen de carga, en principio, pero tienen posibilidades de tener asimetría en la distribución de las cargas, por la presencia de un átomo de O ó N.

1. Serina (R=CH2OH). Es un alcohol y forma parte esencial del centro catalítico de muchas enzimas.

2. Treonina (R=CH(OH)-CH3). También es un alcohol. Presenta un segundo centrol quiral, en el carbono β al igual que la isoleucina.

3. Cisteina (R=CH2-SH). Es un tiol y su función es similar a la serina, aunque éste pierde el -H  del -SH con mayor facilidad que la serina. También tiene una función estructural importante ya que puede formar puentes disulfuro (-S-S-)  con otras regiones de la proteína o con otras subunidades. Normalmente las proteínas que presentan estos puentes disulfuro son extracelulares.

4. Prolina (R*=CH2-CH2-CH2-NH2-). En este caso la cadena lateral termina uniéndose por su extremo con el grupo amino del carbono alfa. Lo cual le otorga rigidez además de no poder doner hidrógenos cuando está en un enlace con otro aminoácido.

5. Asparagina (R=CH2-C(NH2)=O). Es la amida del ácido aspártico.

6. Glutamina (R=CH2-CH2-C(NH2)=O). Es la amida del ácido glutámico.

Esquema 3: Aminoácidos sin carga

Esquema 4: Aminoácidos sin carga

2. Con carga. Son aminoácidos con un grupo ácido o básico extra en su cadena lateral.

1. Aspartato (R=CH2-COO-). Tiene un grupo ácido y a pH neutro está fuertemente ionizado.

2. Glutamato (R=CH2-CH2-COO-)Tiene un grupo ácido y a pH neutro está fuertemente ionizado. Junto al Aspartato  actúan en mecanismos de catálisis ácido/base.

 

Esquema 4: Aminoácidos con carga

Esquema 4: Aminoácidos con carga

 


3. Lisina (R=CH2-CH2-CH2-CH2-NH3+). Grupo amino. Captan hidrógenos y se cargan positivamente a pH neutro (también arginina e histidina).
4. Arginina (R=CH2-CH2-CH2-C(NH2)=NH2). Grupo guanidino.
5. Histidina (R=CH2-C(NH-CH=N)-CH). Grupo imizadol. Por su pK próximo a 7 es el catalizador ácido-base por excelencia en las enzimas.

 

Esquema 4: Aminoácidos con carga

Esquema 5: Aminoácidos con carga

 

Por tanto, ya conocemos un poco más detallado cómo son cada uno de los aminoácidos, por lo que ya estamos listos para ver más en profundidad, el enlace peptídico, enlace que ocurre entre los aminoácidos para conformar las proteínas.

 

 




Cuatro cosas no pueden ser escondidas durante largo tiempo: la ciencia, la estupidez, la riqueza y la pobreza. — Averroes

Un hecho tan anodino como pagar en una tienda y que te devuelvan el cambio en cualquier parte del mundo se puede convertir en una aventura. A través del dinero podemos descubrir animales, plantas, paisajes y científicos que ni siquiera sabíamos de su existencia. Sin embargo, son retratados con cuidadas ilustraciones como el tesoro que son para cada nación. En esta secuela de La biología en tu cartera vamos a descubrir unos billetes muy biológicos.

1

Diez Tögrög de Mongolia de 2002.

Caballo salvaje mongol (Equus ferus przewalskii) . Se trata de la única subespecie de caballo salvaje que existe actualmente y que no procede de un ejemplar doméstico asilvestrado. Se encuentra en peligro de extinción formando pequeñas manadas en el Parque Nacional de Hustai de Mongolia.

2Cinco Colones de República de Costa Rica de 1989.

Actualmente fuera de circulación. Entre los coleccionistas numismáticos, este billete destaca por ser uno de los más bonitos del mundo por tener gran cantidad de colores en el reverso, pero en nuestro caso nos centraremos en el motivo botánico del anverso presentando una orquídea epifítica, Guaria morada (Guarianthe skinneri), que solo habita en Centroamérica. Es la flor nacional de este país desde 1939.

3Cien Kwacha de la República de Zambia de 2006.

El Pigargo vocinglero, o Águila pescadora africana (Haliaeetus vocifer) es un ave accipitriforme que se encuentra distribuida cerca de ríos y lagos de la zona subsahariana donde se alimenta únicamente de peces. Este ave ya la tratamos en un número anterior de la revista (nº10, Zoología de los Escudos Nacionales, República de Sudán del Sur).

4Una Rupia del antiguo reino de Nepal.

Tras la caída de la monarquía en 2006 está siendo retirado, pero aún está en circulación por la India. En este billete nos encontramos con una escena de unos antílopes cervicabras (Antilope cervicapra) corriendo y al fondo las cumbres del Himalaya. Son mamíferos bóvidos casi amenazados en Pakistán, India y Nepal. A pesar de que su principal depredador (el guepardo) se encuentra extinto en esta zona, la población no consigue crecer quedando solo algunas manadas en parques naturales.

5Mil Escudos de la República de Cabo Verde de 2007.

El Drago (Dracaena draco), o como se conoce en este país de habla portuguesa, Dragoeiro, es un árbol típico del clima subtropical de la Macaronesia. Estos ejemplares centenarios han sido declarados símbolo natural tanto de la Isla de São Nicolau como de Tenerife en España. El Draco fue la causa principal de la conquista europea de las islas macaronésicas, dado que españoles y portugueses buscaban hacerse con el monopolio de la “sangre de dragón” como producto farmacéutico obtenido de su savia.

6Diez libras de Gran Bretaña.

Por último, destacar la imagen de Charles Darwin en el último billete de este artículo. En el reverso se puede ver la efigie de Darwin, con el Beagle en el centro en pequeñito y la figura de un colibrí a la izquierda. La aparición de este pequeño pájaro fue polémico en su día dado que en los libros escritos por el naturalista inglés nunca menciona a los colibríes. Las autoridades inglesas afirmaron basarse en que el colibrí habita las Islas Galápagos, el problema radica en que estas aves no existen en dichas islas. La decisión de que apareciera tal animal parece haber sido meramente estética.




Cuatro cosas no pueden ser escondidas durante largo tiempo: la ciencia, la estupidez, la riqueza y la pobreza. — Averroes

DSC_0673

DSC_0430Poco a poco nos vamos adaptando en la vida en este bello país. Dudamos del pique de todo alimento, no debemos preguntar si algo pica o no, sino si tiene pique dado que los mexicanos tienen el paladar adaptado a estos sabores fueres. Tengamos en cuenta la siguiente premisa, todo picara a no ser que se demuestre lo contrario, cosa que nos vendrá bien si no queremos perder el sentido del gusto durante una buena cantidad de minutos. El pique tiene un fuerte carácter cultural, pero también tiene un motivo biológico y funcional, las especias y alimentos picantes suelen tener un marcado carácter antimicrobiano, cosa muy útil en un lugar donde hay comida en cada esquina.

Máscara funeraria de hueso humano que se ponía a algunos sacrificios del Templo, en ocasiones presentaban cuchillos de pedernal en las cavidades nasales y oculares

Máscara funeraria de hueso humano que se ponía a algunos sacrificios del Templo, en ocasiones presentaban cuchillos de pedernal en las cavidades nasales y oculares.

Tras retomar empezamos nuestro tour por los monumentos de esta enorme ciudad. En primer lugar nos dirigimos hacia su centro histórico, El Zócalo. Se trata de un lugar inmenso donde perdernos por calles gigantescas y visitar monumentos, tanto post como prehispánicos, como es el  caso del Templo Mayor de Tenochtitlan. Dicho templo, dedicado a los dioses del sol y la lluvia,  es un vestigio de la cultura Azteca convertido en un maravilloso museo de visita casi obligada. El museo nos permite ver como este templo se fue hundiendo y recostruyendo con el paso de los años, cosa normal en toda la zona de México D.F. dado que se encuentra situada en un antiguo lago lleno de suelos arcillosos que se van contrayendo a medida que los acuíferos se secan. Este fenómeno es notable en gran cantidad de edificaciones clásicas de la ciudad, que se encuentran inclinadas.

Perdidos entre olores, calles y costumbres desconocidas ( como dar propina … jaja) vamos aprendiendo vocabulario, palabras iguales a las nuestras pero con distinto significado. Pondré un ejemplo claro que todo español tendría que conocer antes de venir a México, la palabra coger significa tener relaciones sexuales, así que no se os ocurra coger un autobús, lo suyo es agarrarlo.

Tras esta útil información fuera de lugar, volvemos al Zoológico de Chapultepec para completar nuestra visita, cosa que incluso tras toda una tarde resultó imposible aunque si bastante productiva (nos falto por ver el aviario). Mientras paseamos acompañados de un clima envidiable, descubrimos el Laboratorio de Genómica y biobanco de tejidos y germoplasma para la conservación inaugurado por el gobierno en 2010, especies autóctonas como el pequeño pero entrañable teporingo (Romerolagus diazi) y el extraño ajolote. Todo sin dejar de disfrutar de otras especies más ampliamente conocidas como hipopótamos y bisontes americanos.

Ejemplar adulto de teporingo

Ejemplar adulto de teporingo

El Teporingo, también conocido como conejo de los volcanes o zacatuche es un mamífero lagomorfo leporido (es decir conejo), única especie del género Romerolagus. Se trata de un pequeño conejo de unos 30 cm de longitud con unas orejas de 4 cm y un peso no superior a los 600 gramos. Actualmente esta catalogada como una especie en peligro de extinción (EN) por la UICN y solo podemos encontrarla de forma silvestre en el Eje Neovolcánico de México, entre los 2800 y los 4200 metros de altitud.

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La semana que viene más (mariposas, ríos y tierra de coyotes), pero mientras tanto Diario de un biólogo en México. Parte I. 

 




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