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martes, 27 de diciembre de 2011

La reproducción celular

Introducción


La importancia de la reproducción celular es que permite la supervivencia de un organismo o de sus genes en otros organismos, a este ultimo caso lo llamamos reproducción.
También permite reponer las células que han muerto y dependiendo del organismo permite las mutaciones aleatorias para que el organismo evolucione y se adapte al medio en el que vive.
Para esto existen diversas formas de reproducción que son tanto sexual como asexual.


Ciclo celular
Interfase


Esta dividida en tres fases:
- En la fase G1, la célula duplica su tamaño y masa para dar origen a la nueva célula. Este periodo puede tardar de 6 a 12 horas.
- En la fase S, la célula duplica su material genético formando dos cromátidas idénticas, esta etapa puede durar entre 6 y 8 horas.
- En la fase G2, la célula empieza a experimentar cambios en su estructura. Esta fase puede durar de 3 a 4 horas.


Fase M


En esta fase estaría incluida la meiosis y la citocinesis que consiste en la división de la membrana y el citoplasma.


Procesos de división celular


Existen varios procesos de división celular, los más comunes son:
La mitosis que es una reproducción asexual.
La meiosis, que esta dividida en dos fases, que es una reproducción sexual.


Reproducción asexual


Mitosis


Es la forma más común de la división celular en las células eucariotas. 
Una célula que ha adquirido determinados parámetros o condiciones de tamaño, volumen, almacenamiento de energía, factores medioambientales, puede replicar totalmente su dotación de ADN y dividirse en dos células hijas, normalmente iguales. 
Ambas células serán diploides o haploides, dependiendo de la célula madre.


Reproducción sexual


Meiosis


Este proceso se realiza en las glándulas sexuales para la producción de gametos. 
Es un proceso de división celular en el cual una célula diploide (2n) experimenta dos divisiones sucesivas, con la capacidad de generar cuatro células haploides (n).
En los organismos con reproducción sexual tienen importancia ya que es el mecanismo por el que se producen los óvulos y espermatozoides (gametos). 

Este proceso se lleva a cabo en dos divisiones nucleares y citoplasmáticas, llamadas primera y segunda división meiótica o simplemente meiosis I y meiosis II. 
Ambas comprenden profase, metafase, anafase y telofase.


En la meiosis I se produce la duplicación del ADN y se divide la célula en otras dos.

La meiosis II es similar a la mitosis. Las cromátidas de cada cromosoma ya no son idénticas en razón de la recombinación. 
La meiosis II separa las cromátidas produciendo dos células hijas, cada una con 23 cromosomas (haploide), y cada cromosoma tiene solamente una cromátida. 




Otros tipos de división celular


Bipartición


Es la división de la célula madre en dos células hijas, cada nueva célula es un nuevo individuo con estructuras y funciones idénticas a la célula madre. 
Este tipo de reproducción la presentan organismos como bacterias, amebas y algas.





Pluripartición


En la pluripartición, el núcleo se divide repetidamente antes de la división del citoplasma, dando lugar a muchas células hijas casi simultáneamente. 
La pluripartición o división simple aparece en cierto número de protozoos. 



Esporulación


Esporulación o esporogénesis consiste en un proceso de diferenciación celular para llegar a la producción de células reproductivas dispersivas de resistencia llamadas esporas. 


Este proceso ocurre en hongos, amebas, líquenes, algunos tipos de bacterias, protozoos , esporozoos (como el Plasmodium causante de malaria).


Y es frecuente en vegetales (especialmente algas, musgos y helechos) y grupos de muy diferentes orígenes evolutivos, pero con semejantes estrategias reproductivas, todos ellos pueden recurrir a la formación células de resistencia para favorecer la dispersión. 







Gemación


Esta se presenta cuando unos nuevos individuos se producen a partir de yemas. El proceso de gemación es frecuente en esponjas, celentéreos, briozoos. 
En una zona o varias del organismo progenitor se produce una envaginación o yema que se va desarrollando y en un momento dado sufre una constricción en la base y se separa del progenitor comenzando su vida como nuevo ser.
Las yemas hijas pueden presentar otras yemas a las que se les denomina yemas secundarias. ´

¿Qué son las agujetas?

Los actuales estudios apuntan como principal causa a una reacción inflamatoria en respuesta a las microlesiones musculares y tendinosas que se producen al no estar el músculo adaptado a la intensidad del ejercicio. Es decir, el músculo hace un ejercicio de intensidad al que no está acostumbrado, se producen microlesiones musculares y tendinosas, lo que hace que se acumulen gran cantidad de metabolitos o desechos, que dan paso a una reacción inflamatoria e irritan las fibras nerviosas produciendo dolor.
El mito de que las agujetas son cristales de ácido láctico, H3C-CH(OH)-COOH (C3H6O3), que pinchan al músculo es erróneo, ya que se ha visto como en personas con la enfermedad de McArdle, incapaces de producir ácido láctico, también sufrían dolor muscular de origen retardado.
¿Cómo tratar las agujetas?

El dar un vaso de agua con azúcar no sirve para nada, antes se hacía esto porque se pensaba que el agua con azúcar disolvía los cristales que teóricamente pinchaban y producían el dolor. Parece ser que lo más efectivo es el tratamiento con antiinflamatorios no esteroideos (Aines), cremas antiinflamatorias y crioterapia. También el realizar el mismo tipo de ejercicio aumenta el riego sanguíneo en la zona afectada, reduciendo los metabolitos y paliando en cierto grado el dolor.

Más cerca de la cura del SIDA

El desarrollo de la vacuna del sida es una de las situaciones que más expectativas genera para quienes trabajan en la prevención de la infección por Virus de Inmunodeficiencia Humana (VIH) y en la asistencia de quienes ya viven con el sida; por otra parte, para los investigadores es importante saber cómo el virus de inmunodeficiencia simiesca (VIS) se desarrolló hasta convertirse en el VIH que ahora conocemos. Frente a estas dos situaciones en esta semana se ha avanzado en las respuestas.
Los investigadores sudafricanos, según informaciones proveídas por el presidente del Consejo de Investigación Médica de Sudáfrica -institución que con apoyo del gobierno de dicho país dirige el proyecto-, han iniciado las pruebas para analizar la efectividad de las vacunas del sida en humanos voluntarios habitantes de Soweto y Ciudad del Cabo, igualmente, en el marco del mismo experimento, en Estados Unidos se ha realizado otra prueba con 12 voluntarios. Por otra parte, se conoce que una investigación similar que se realiza desde 2003 en Tailandia, en la que participan 16.000 voluntarios, seguramente informará de sus resultados a finales de este año.
La Revista Nature ha informado en su ultima edición que un estudio coordinado por Beatrice Hahn, profesora de medicina en la Universidad de Alabama en Birmingham, ha encontrado el “eslabón perdido” en la evolución del virus del sida, que ahora se conoce está matando a chimpancés a una tasa alarmante. El estudio que se viene llevando a cabo hace nueve años en el Parque Nacional Gombe en Tanzania, hábitat natural de los chimpancés, informa que los simios infectados con el VIS mueren a una tasa de 10 a 16 veces mayor que la de los chimpancés no infectados.
Hasta este estudio se consideraba que el VIS no mataba a los chimpancés que lo portaban, pero el hecho de que ahora se haya presentado tal epidemia permitiría conocer por qué algunos enfermen y otros no; conocimiento que ayudaría de forma significativa al desarrollo de nuevos medicamentos y vacunas, ya que esta cepa del VIS es la más parecida al VIH que infectó a los primeros seres humanos.
Para los miembros de algunas organizaciones de personas viviendo con el virus del sida (PVVS), no es tan importante el desarrollo de vacunas como al posibilidad de que se desarrollen nuevos medicamentos inhibidores y de que quienes son PVVS tengan accesos a ellos por la disminución en los costos del tratamiento.
Los investigadores de vacunas, por su parte, alegan que la vacuna es la única alternativa económica para aquellos países en los que la epidemia ha tenido un gran incremento, como es el caso de Sudáfrica, país en el que actualmente hay 5,2 millones de personas infectadas y se infectan cientos más cada día a pesar de los programas de educación y prevención.

jueves, 22 de diciembre de 2011

Las leyes de Mendel

Las leyes de Mendel

Las tres leyes de Mendel explican y predicen cómo van a ser los caracteres físicos (fenotipo) de un nuevo individuo. Frecuentemente se han descrito como «leyes para explicar la transmisión de caracteres» (herencia genética) a la descendencia. Desde este punto de vista, de transmisión de caracteres, estrictamente hablando no correspondería considerar la primera ley de Mendel (Ley de la uniformidad). Es un error muy extendido suponer que la uniformidad de los híbridos que Mendel observó en sus experimentos es una ley de transmisión, pero la dominancia nada tiene que ver con la transmisión, sino con la expresión del genotipo. Por lo que esta observación mendeliana en ocasiones no se considera una ley de Mendel. Así pues, hay tres leyes de Mendel que explican los caracteres de la descendencia de dos individuos, pero solo son dos las leyes mendelianas de transmisión: la Ley de segregación de caracteres independientes (2ª ley, que, si no se tiene en cuenta la ley de uniformidad, es descrita como 1ª Ley) y la Ley de la herencia independiente de caracteres (3ª ley, en ocasiones descrita como 2ª Ley).

1ª Ley de Mendel: Ley de la uniformidad

Establece que si se cruzan dos razas puras para un determinado carácter, los descendientes de la primera generación serán todos iguales entre sí fenotípica y genotípicamente e iguales fenotípicamente a uno de los progenitores.

2ª Ley de Mendel: Ley de la segregación

Conocida también, en ocasiones como la primera Ley de Mendel, de la segregación equitativa o disyunción de los alelos. Esta ley establece que durante la formación de los gametos y cada alelo de un par se separa del otro miembro para determinar la constitución genética del gameto filial. Es muy habitual representar las posibilidades de hibridación mediante un cuadro de Punnett.
Mendel obtuvo esta ley al cruzar diferentes variedades de individuos heterocigotos (diploides con dos variantes alélicas del mismo gen: Aa), y pudo observar en sus experimentos que obtenía muchos guisantes con características de piel amarilla y otros (menos) con características de piel verde, comprobó que la proporción era de 3:4 de color amarilla y 1:4 de color verde (3:1).
Según la interpretación actual, los dos alelos, que codifican para cada característica, son segregados durante la producción de gametos mediante una división celular meiótica. Esto significa que cada gameto va a contener un solo alelo para cada gen. Lo cual permite que los alelos materno y paterno se combinen en el descendiente, asegurando la variación.
Para cada característica, un organismo hereda dos alelos, uno de cada pariente. Esto significa que en las células somáticas, un alelo proviene de la madre y otro del padre. Éstos pueden ser homocigotos o heterocigotos.
En palabras del propio Mendel:
"Resulta ahora claro que los híbridos forman semillas que tienen el uno o el otro de los dos caracteres diferenciales, y de éstos la mitad vuelven a desarrollar la forma híbrida, mientras que la otra mitad produce plantas que permanecen constantes y reciben el carácter dominante o el recesivo en igual número. "
Gregor Mendel

3ª Ley de Mendel: Ley de la recombinación independiente de los factores

En ocasiones es descrita como la 2ª Ley. Mendel concluyó que diferentes rasgos son heredados independientemente unos de otros, no existe relación entre ellos, por lo tanto el patrón de herencia de un rasgo no afectará al patrón de herencia de otro. Sólo se cumple en aquellos genes que no están ligados (en diferentes cromosomas) o que están en regiones muy separadas del mismo cromosoma. Es decir, siguen las proporciones 9:3:3:1.
En palabras del propio Mendel:
Por tanto, no hay duda de que a todos los caracteres que intervinieron en los experimentos se aplica el principio de que la descendencia de los híbridos en que se combinan varios caracteres esenciales diferentes, presenta los términos de una serie de combinaciones, que resulta de la reunión de las series de desarrollo de cada pareja de caracteres diferenciales.
Gregor Mendel


► 1:171:17

¿Cómo funciona una brújula?

El campo magnético de la Tierra (también conocido como el campo geomagnético) es el campo magnético que se extiende desde el núcleo interno de la Tierra hasta su confluencia con el viento solar, una corriente de partículas de alta energía que emana del Sol. Es aproximadamente el campo de un dipolo magnético inclinado en un ángulo de 11 grados con respecto a la rotación del eje, como si hubiera un imán colocado en ese ángulo en el centro de la Tierra. Sin embargo, a diferencia del campo de un imán de barra, el campo de la Tierra cambia con el tiempo porque en realidad es generado por el movimiento de las aleaciones de hierro fundido en el núcleo externo de la Tierra (la geodinámica).El Polo Norte magnético se ¨pasea¨, por fortuna lo suficientemente lento como para que la brújula sea útil para la navegación. A intervalos aleatorios (un promedio de varios cientos de miles de años) el campo magnético terrestre se invierte (los polos geomagnéticos norte y sur cambian lugares con el otro) Estas inversiones dejan un registro en las rocas que permiten a los paleomagnetistas calcular los movimientos pasados de los continentes y los fondos oceánicos como consecuencia de la tectónica de placas. La región por encima de la ionosfera, y la ampliación de varias decenas de miles de kilómetros en el espacio, es llamada la magnetosfera. Esta región protege la Tierra de la dañina radiación ultravioleta y los rayos cósmicos.


La brújula es un instrumento que cuenta con una aguja magnetizada que tiene libertad de girar alrededor de un eje. La aguja se orienta indicando la dirección y el sentido Norte-Sur magnéticos del lugar en que se encuentra.

Las agujas de las brújulas modernas son metálicas, y uno de los metales es el acero al tungsteno. El resto de los materiales que componen el instrumento no deben ser metálicos, es decir son de vidrio, plástico, etcétera.

¿Cómo funciona?…

Pues bien, la Tierra internamente posee un gran imán, donde el polo Sur magnético se encontraría cerca del polo Norte geográfico. A su vez la brújula contiene la aguja imantada con polo Norte, es decir opuesta (magnéticamente) al polo Sur de la Tierra. Por física sabemos que dos polos magnéticos diferentes se atraen, el polo N magnético de la brújula es atraído hacia el polo Sur magnético de La Tierra (que aproximadamente está al Norte geográfico), entonces, la punta roja de la aguja señala hacia el Norte.

Sobre el origen de la brújula poco se sabe con certeza, pero pareciera haber sido descubierto en China y que fue Marco Polo quien la introdujo en Europa. Lo que si se considera como cierto es que habría sido descubierta (al menos el efecto físico) en Asia Oriental. Ahora bien, los chinos utilizaban un trozo de caña que contenían una aguja magnética que se hacía flotar sobre el agua, indicando el norte. Pero para que el “experimento” funcionase el agua debía estar calma, de lo contrario no funcionaba.

Polos magnéticos terrestres




La orientación de las rocas en las dorsales oceánicas, la magnetorrecepción de algunos animales y la orientación de las personas mediante brújulas son ejemplos de campo magnetico terrestre.


El Polo Sur Magnético se encuentra a 1800 kilómetros del Polo Norte Geográfico. En consecuencia, una brújula no apunta exactamente hacia el Norte geográfico; la diferencia, medida en grados, se denomina declinación magnética. La declinación magnética depende del lugar de observación, por ejemplo actualmente en Madrid (España) es aproximadamente 3º oeste. El polo Sur magnético está desplazándose por la zona norte canadiense en dirección hacia el norte de Alaska.




sábado, 17 de diciembre de 2011

La partícula de Dios

 La atención del mundo científico estará puesta en el Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN), que dará a conocer nuevos resultados de los experimentos con los que pretende dar con el Bosón de Higgs, también conocido como la 'partícula Dios', un pilar del Modelo Estándar de la Física moderna.
Con ese fin, el CERN ha convocado a la comunidad de físicos a un seminario, durante el que se presentarán los avances registrados en los experimentos que realizan ATLAS y CMS, los dos detectores (de un total de cuatro) del Gran Acelerador de Hadrones (LHC) que buscan en paralelo la partícula de Higgs.
Los nuevos resultados que comunicará se apoyarán en el mayor volumen de datos analizados hasta ahora.
Aunque el CERN ha intentado moderar las expectativas señalando que aún no ha llegado a la etapa de establecer de manera definitiva la existencia o no del Bosón de Higgs, algunos científicos adelantaron que se presentarán "resultados sólidos" que apuntan a su "presencia".
De todos modos, la cautela se impone y no se dirá nada definitivo hasta que esos resultados sean contrarrestados una y otra vez, y se pueda eliminar todo riesgo de error.
"Este análisis debería ser suficiente como para marcar un progreso significativo en la búsqueda del Bosón de Higgs", se ha limitado a decir el CERN, que cuenta con algo más de 2.400 colaboradores y cuyo presupuesto anual es de unos 900 millones de euros.

El origen de la masa

Sus científicos llevan ya semanas analizando una cantidad inconmensurable de datos recogidos por el LHC, buscando la 'partícula Dios', cuya existencia fue postulada en 1964 por el físico Peter Higgs.
Esa partícula explicaría las interacciones entre el resto de partículas y las fuerzas que actúan entre ellas, lo que a su vez permitiría comprender el origen de la masa. Se cree que si todavía no se ha puesto de manifiesto es porque no existía la energía necesaria para hacerla visible en experimentos físicos.
En el LHC es donde esa energía jamás alcanzada se ha producido este año, logrando acelerar haces de protones en sentidos opuestos a más del 99,9% de la velocidad de la luz antes de que colisionen.
En el acelerador -un anillo de 27 kilómetros de circunferencia y dotado de cuatro gigantescos detectores enterrados entre 50 y 150 metros debajo de la tierra- se generan unos 20 millones de colisiones por segundo, pero de todos ellos una ínfima parte arroja datos que pasan el primer filtro de análisis.
Son los datos que pasan esa primera etapa los que son registrados en la memoria de miles de ordenadores, tanto del CERN como de la red de laboratorios y centros de investigación asociados en todo el mundo, para ser posteriormente analizados.
La cantidad de datos que genera cada detector al año es gigantesca e inimaginable, pero para entender de algún modo su magnitud baste decir que si tuviesen que ser registrados en CDs y éstos se colocaran uno sobre otro, formarían una columna de 20 kilómetros de alto. A modo de comparación, dos veces la altura a la que suelen volar los aviones (unos 9.000 metros).

viernes, 16 de diciembre de 2011

Mutaciones, concepto y mutaciones cromosómicas.

La mutación en genética y biología, es una alteración o cambio en la información genética (genotipo) de un ser vivo y que, por lo tanto, va a producir un cambio de características, que se presenta súbita y espontáneamente, y que se puede transmitir o heredar a la descendencia. La unidad genética capaz de mutar es el gen que es la unidad de información hereditaria que forma parte del ADN. En los seres multicelulares, las mutaciones sólo pueden ser heredadas cuando afectan a las células reproductivas. Una consecuencia de las mutaciones puede ser una enfermedad genética, sin embargo, aunque en el corto plazo puede parecer perjudiciales, a largo plazo las mutaciones son esenciales para nuestra existencia. Sin mutación no habría cambio y sin cambio la vida no podría evolucionar.
Mutación en el ADN (concretamente en las series de bases nitrogenadas)

 Mutaciones cromosómicas
Cariotipo de una persona normal



Mutaciones más frecuentes


Síndrome de Down
  • Trisomía 18 o Síndrome de Edwards, tienen 47 cromosomas.
  • Monosomía X o Síndrome de Turner.
  • Trisomía sexual XXX o Síndrome del triple X.
  • Trisomía sexual XXY o Síndrome de Klinefelter.
  • Trisomía sexual XYY o Síndrome del doble Y.
  • Cromosoma extra Síndrome de Down.
  • Enfermedad de Huntington (baile de San Vito) El gen responsable es el llamado «gen de la huntingtina» que encontramos cerca del telómero del brazo corto del cromosoma 4.



Closer view of neuron having a large central core with several tendrils branching out some of which branche again, the core of the contains an orange blob about a quarter of its diameter
Neurona afectada por la Enfermedad de Huntington.













sábado, 10 de diciembre de 2011

Agujeros negros



Un agujero negro es un objeto con una gravedad tan fuerte que nada puede escaparse de él, ni siquiera la luz. La masa del agujero negro está concentrada en un punto de densidad casi infinita, llamado singularidad. En la propia singularidad, la gravedad es de una fuerza casi infinita, por lo que aniquila el espacio-tiempo normal. A medida que aumenta la distancia desde la singularidad, su influencia gravitacional disminuye. A determinada distancia, que depende de la masa de la singularidad, la velocidad que se necesita para escapar del agujero negro es igual a la velocidad de la luz. Esta distancia marca el “horizonte” del agujero negro, que es como su superficie. Todo lo que pasa por el horizonte es atrapado dentro del agujero negro. Hay distintos tipos de agujeros negros, dependiendo de su masa.
Un agujero negro se forma cuando un objeto alcanza cierta densidad crítica, y su gravedad hace que se colapse hasta volverse un punto casi infinitamente pequeño. Los agujeros negros de masa estelar se forman cuando una estrella masiva ya no puede producir energía en su núcleo. La radiación de sus reacciones nucleares mantiene a la estrella “hinchada,” y la gravedad hace que el núcleo se colapse. Las capas exteriores de la estrella pueden salir despedidas al espacio, o caer al agujero negro, para hacerlo más pesado. Los astrónomos no están seguros de cómo se forman los agujeros negros supermasivos. Pueden formarse a partir del colapso de grandes nubes de gas, o de la unión de muchos agujeros negros pequeños, o de una combinación de eventos.


¿Qué pasa al acercarse a un agujero negro?


El efecto exacto depende del tamaño y la masa del agujero negro. Un agujero negro “de masa estelar” –un agujero negro con una masa varias veces la del Sol- ejerce un fuerte jalón de marea sobre cualquier objeto que se acerque a su horizonte de eventos. Es el mismo efecto que produce las mareas en la Tierra; el jalón gravitacional en el lado del objeto que está más cerca del agujero negro es notablemente mayor que en el lado opuesto, así que la gravedad estira el objeto y lo destruye. (La marea gravitacional es menos pronunciada para los objetos que se acercan a un agujero negro supermasivo, ya que se da una “pendiente” más suave en el cambiante campo gravitacional.) Observado desde fuera, parece que el tiempo pasa más despacio para el objeto que se acerca al horizonte y su luz se estira a longitudes de onda cada vez más largas.

agujero 5.jpg


Los agujeros negros más cercanos descubiertos hasta ahora están a varios miles de años luz. Están tan lejos que no tienen ningún efecto en la Tierra ni en su medio. Parece que hay un agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, a unos 27,000 años luz. Aunque tiene varios millones de veces la masa del Sol, al estar tan lejos no afecta nuestro sistema solar.


agujeronegro.jpg

martes, 29 de noviembre de 2011

Aurora polar

La aurora polar es un fenómeno en forma de brillo o luminiscencia que aparece en el cielo nocturno, usualmente en zonas polares, aunque puede aparecer en otras partes del mundo por cortos períodos de tiempo. En el hemisferio norte se conoce como aurora boreal, y en el hemisferio sur como aurora austral.


La aurora boreal es visible de octubre a marzo, aunque en ciertas ocasiones hace su aparición durante el transcurso de otros meses, siempre y cuando la temperatura atmosférica sea lo suficientemente baja. Los mejores meses para verla son enero y febrero, ya que es en estos meses donde las temperaturas son más bajas. Su equivalente en latitud sur, aurora austral, posee propiedades similares.


Origen


Una aurora polar se produce cuando una eyeccion de masa solar choca con los polos norte y sur de la magnetósfera terrestre, produciendo una luz difusa pero predominante proyectada en la ionosfera terrestre.


Ocurre cuando partículas cargadas (protones y electrones) son guiadas por el campo magnético de la Tierra e inciden en la atmósfera cerca de los polos. Cuando esas partículas chocan con los átomos y moléculas de oxígeno nitrógeno, que constituyen los componentes más abundantes del aire, parte de la energía de la colisión excita esos átomos a niveles de energía tales que cuando se desexcitan devuelven esa energía en forma de luz visible de varios colores.


Colores


El oxígeno es responsable de los dos colores primarios de las auroras, el verde/amarillo de una transición de energía a 557,7 nm, mientras que el color más rojo lo produce una transición menos frecuente a 630.0 nm. Para hacernos una idea, nuestro ojo puede apreciar colores desde el violeta, que en el espectro tendría una longitud de onda de unos 390,0 nm hasta el rojo, a unos 750,0 nm. Más adelante en este documento hay un pequeño apartado para aquellos que queráis saber un poco más acerca de estos procesos.


La auroras polares existen tamién en otros planetas.
Aurora polar en Júpiter