Bioinformático

Esta es mi entrada de hoy en el blog de piratas de la ciencia. Es la segunda. La primera fue: Investigar jugando.

A todos los que estudiamos genética hace algunos años, nos enseñaron que la mayor parte del ADN de muchos organismos no tiene ninguna función conocida. De hecho, el nombre de  ”ADN basura” (“junk DNA” en inglés) con el que lo denominaron algunos grandes científicos, entre ellos el mismísimo Francis Crick, es totalmente descriptivo de lo que se esperaba de él. Incluso se pensaba que ni siquiera se expresaba en las células. Esta explicación chocó de frente con lo que yo siempre había pensado: “los seres vivos son máquinas con engranajes casi perfectos y optimizados durante miles de años”. ¿Cómo iba a dejar un organismo que la inmensa mayoría de la información que le caracteriza no sirviera para nada?

Gracias a las investigaciones llevadas a cabo en los últimos años sobre estas regiones, ahora sabemos que no es así. En los últimos años se está sustituyendo el nombre de “ADN basura” por el de “ADN no codificante“.  El término “no codificante” significa que no van a dar lugar a proteínas. Podemos encontrar gran variedad de unidades reguladoras, como los microARNs, que son moléculas de ARN con una importancia crucial en la regulación de muchos procesos, copias de  genes que han perdido su función, llamados pseudogenes, o zonas repetitivas en tándem. En definitiva, multitud de elementos reguladores y elementos cuyas funciones son completamente desconocidas y que regulan las zonas consideradas clásicamente como “importantes”.

Si nos centramos en el genoma humano, entre el 98.5 y el 98% es ADN no codificante. Es decir, la inmensa mayoría de nuestro genoma no se traduce a proteína y no sabemos asignarle ninguna función conocida. Con la secuenciación del genoma humano a principios de siglo, pensábamos que entraríamos en la fase de la proteómica, era el momento de definir todas las proteínas y conocer su función. En parte sí fue así, pero el problema se complicó con estos nuevos elementos. El horizonte de la regulación de la expresión genética se alejó y era como si hubiéramos vuelto a empezar el camino de su entendimiento.

En definitiva, cuanto más sabemos acerca de cómo está estructurada la información genética, más preguntas brotan sobre su estructura y más se complica entender cómo se comporta tanto a nivel funcional como estructural. Aunque se están haciendo muchos esfuerzos por entender estas regiones (como ejemplo, el número de artículos relacionados con los microRNAs: 14.613), aun estamos lejos de conocer todos los procesos en los que están implicados. Quedan muchas incógnitas por resolver. ¿Qué tendrá más importancia, los elementos funcionales o sus reguladores? ¿Cuántos de ellos regularán el mismo proceso? ¿Cuántos nuevos elementos reguladores aparecerán? ¿Habrá un cambio sustancial en cómo entendemos el genoma y su función?

Fuente de la imagen aquí.

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Versió en valencià

A tots els que estudiàrem genètica fa alguns anys, ens ensenyaren que la major part de l’ADN de molts organismes no té cap funció coneguda. De fet, el nom “ADN escombraire” (“junk DNA” en anglès) amb el que denominaren alguns grans científics, entre ells el mateix Francis Crick, és totalment descriptiu del que s’espera d’ell. Inclús es pensava que ni tan sols s’expressava en les cèl·lules. Esta explicació va xocar de front amb el que jo havia pensat sempre: “els éssers vius són màquines amb engranatges quasi perfectes i optimitzats durant milers d’anys”. Cóm anava a deixar un organisme que la immensa majoria de la informació que el caracteritza no servira per res?

Gràcies a les investigacions dutes a terme en els últims anys sobre estes regions, ara sabem que no és així. En els últims anys s’està substituint el nom “d’ADN escombraire” pel de “ADN no codificant“. El terme “no codificant” significa que no van a donar lloc a proteïnes. Podem trobar una gran varietat d’unitats reguladores, com els microARNs, que són molècules d’ARN amb una importància crucial en la regulació de molts processos, còpies de gens que han perdut la seua funció, anomenats pseudogens, o zones repetitives en tàndem. En definitiva, multitud d’elements reguladors i elements les funcions dels quals són completament desconegudes i que regulen les zones considerades clàssicament com “importants”.

Si ens centrem en el genoma humà, entre el 98.5 i el 98% és ADN no codificant. És a dir, la immensa majoria del nostre genoma no es tradueix a proteïna i no sabem assignar-li cap funció coneguda. Amb la seqüenciació del genoma humà a principis de segle, pesàvem que entraríem en la fase de la proteòmica, era el moment de definir totes les proteïnes i conèixer la seua funció. En part si fou així, però el problema es va complicar amb estos nous elements. L’horitzó de la regulació de l’expressió genètica s’allunyà i era com si haguérem tornat a començar el camí del seu enteniment.

En definitiva, quant més sabem sobre cóm està estructurada la informació genètica, més preguntes brollen sobre la seua estructura i més es complica entendre cóm es comporta tant a nivell funcional com estructural. Encara que s’estan fent molts esforços per entendre estes regions (com exemple, el nombre d’articles relacionats amb els microRNAs: 14.613), encara estem lluny de conèixer tots els processos en els que estan implicats. Queden moltes incògnites per resoldre. Què tindrà més importància, els elements funcionals o els seus reguladors? Quants d’ells regularan el mateix procés? Quants nous elements reguladors apareixeran? Hi haurà un canvi substancial en cóm entenem el genoma i la seua funció?

Tenía la piel de gallina y estaba abrumado. Su ruina y matrimonio destrozado ya no importaban. No era como él pensaba, sino como nunca había imaginado. Podía ver y sentir todas las ondas que viajaban a su alrededor: la luz de aquella lámpara oxidada, el calor del radiador, los colores de la habitación, los ladridos del perro, TODAS! Billones de ondas le rodeaban, y chocaban contra él, confirmando la dualidad que tanto le había costado interiorizar. Era una persona completamente feliz. Ahora solo quería descansar. Se levantó y, cansadísimo, no fue capaz de evitar la atracción de aquella fuente de luz tan vibrante. Al tocarla, recordó las palabras de su padre: “Ten cuidado con este viejo cable que no tiene toma tierra”. Ese fue su último pensamiento. Su cuerpo se desplomó y con él se desvanecieron su sonrisa y las respuestas a los principios más básicos de la física.

Este fue el microrrelato que presenté para el concurso de microrrelatos de Feelsynapsis.

Fuente de la imagen.

Gracias a Twitter estoy descubriendo proyectos y recursos realmente interesantes. Me gustaría compartir dos que me han llamado la atención:

La primera es cellimagelibrary.org (via @digitalbio). Es un archivo de imágenes y vídeos de componentes celulares y células en diferentes estados y de diferentes organismos. La galería está organizada por tipo, proceso, componente celular o por organismo. Hay imágenes impresionantes. A mi personalmente estas imágenes me impresionan siempre. Es de libre acceso y si quieres colaborar, siempre serás bienvenid@.

La otra es Scientific Visualitation Unit (via @yokofakun). Nace con una finalidad muy clara: “If we can ask new questions, then new answers can be found”. Su forma de trabajo es a la vez educativa y original. Para realizar su trabajo, intentan crear material audiovisual atractivo y educativo, gracias a un grupo de trabajo interdisciplinar, ciñiéndose lo máximo a los datos demostrados experimentalmente. Para, así, entender mejor los procesos biológicos y plantear nuevas preguntas que expliquen la biología. Hay vídeos realmente sorprendentes, como por ejemplo:

PROTEIN EXPRESSIONS – Study N 3 from Scientific Visualization Unit on Vimeo.

Hace un año de la clausura de la exposición de nanoarte “Nanoconfluencias: miradas artísticas hacia lo inmensamente pequeño”, organizado por los piratas de la ciencia. Queremos festejar este aniversario con la publicación en este blog del video que tomaron Bárbaro Mirayes y Salomé Cuesta. Un abrazo a ambos.

Vía | Nanoconexiones

Arabidopsis thaliana (Pirmer premio)

Como todos los años desde 1974, se ha resuelto el concurso de fotografía del “mundo pequeño” de Nikon (Nikon’s Small World Photomicography Competition). Las fotos participantes tienen que haber sido realizadas mediante microscopía. Son imágenes realmente bellas.

Aquél que haya trabajado con microscopios de fluorescencia, conocerá la belleza de este mundo microscópico lleno de colores y paisajes celulares diferentes. Es un tipo de belleza diferente. Puedes comprobar cómo está funcionando la vida, cómo vivimos y nos movemos a nivel microscópico. Además, estos paisaje pueden cambiar según el parámetro que estés estudiando. Así el mismo “paisaje” puede ser visto con diferentes colores y componentes. Son esas pequeñas cosas (nunca mejor dicho) que te hacen querer y crecer con la ciencia. Si queréis contemplar el resto de las fotografías de este año y de años anteriores, podéis disfrutarlas en esta recopilación de galerías.

Vía: PopSci

Didáctica forma de enseñar cómo el oxígeno reacciona de forma diferente según la naturaleza química del elemento con el que tiene que combinarse. Es una forma simple, pero muy educativa.

Vía | Kabytes

Los neutrófilos son uno de los tipos de Leucocitos que encontramos en el sistema inmunitario de las personas. Son uno de los tipos celulares que combaten las infecciones y los ataques por agentes externos y tóxicos, como lo son las bacterias. Su activación depende de varios factores y agentes. Su función es eliminar aquellos agentes que pueden ser dañinos para el organismo. Esa función la hacen fagocitando estos microorganismos. Después de realizar su función mueren y son uno de los componentes de la famosa y, a veces, asquerosa pus.

En este vídeo vemos como un neutrófilo persigue y finalmente fagocita una bacteria. Impresionante la persecución.

Imagen | ATP.com.ar

Leyendo el blog de Eva Amsen, una de las escritoras en los blogs de la revista Nature, me sorprendo investigando la página del festival de cine científico de New York, llamado New York Science Film Festival. Debe ser la segunda edición. Si estabais pensando en participar, lamentablemente ya está cerrado el plazo de admisión.

Siempre he admirado a los científicos que, a parte de generar conocimientos, son capaces de innovar culturalmente hablando. Eso es tener alma divulgativa. En España no suele ser común ver exposiciones donde los artistas o científicos juegan tanto con el arte y la ciencia al mismo tiempo pero, poco a poco, cada vez es algo más habitual. Esperemos que sigan creciendo este tipo de evento. Aquí os dejo el tráiler del festival.

ISFF 2009 Trailer from Imagine Science Films on Vimeo.