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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Las mil y una bases del ADN.

Bases del ADN - Quilo de Ciencia podcast - CienciaEs.com

Hoy, en el podcast, voy a contaros un cuento. Un cuento que dio origen al título de mi primer libro de divulgación científica que publiqué, en la editorial Hélice, y que como el cuento se titulaba: las mil y una bases del ADN y otros ensayos científicos. Con este cuento intentaba explicar la idea que subyace tras una de las primeras tecnologías de secuenciación de ADN, inventada por el científico Frederic Sanger, y que le valió su segundo premio Nobel de Química, en 1980. El primero lo había recibido en 1958 por su contribución a la determinación de la secuencia de aminoácidos de las proteínas. Sanger, sin duda, estaba fascinado por la secuencia de los componentes de las moléculas más importantes de la vida. Su método fue el utilizado para conseguir la secuencia del primer genoma humano, que se publicó el año 2000.

El ADN está formado por cuatro moléculas pequeñas (denominadas bases del ADN) unidas entre sí formando dos largas cadenas, enrolladas la una sobre la otra formando una doble hélice. Estas cuatro moléculas pequeñas, llamadas adenina, timina, citosina y guanina, se representan por las letras A,T,G, y C y tienen la propiedad de que la A de una cadena se une sólo a la T de la otra, y la C a la G. Así, una cadena de secuencia ACTGGG está unida a otra de secuencia TGACCC. Por esta razón, se dice que las dos cadenas de ADN poseen secuencias complementarias. Conociendo la secuencia de una de las cadenas se conoce inmediatamente la de la otra. Además, esta complementaridad es el secreto de la reproducción molecular del ADN, ya que, a partir de la secuencia de una cadena, la célula (y también un científico en un tubo) puede fabricar la de la otra. Cada cadena sirve así de molde para fabricar otra cadena igual a su complementaria, y de una molécula de ADN pasamos de este modo a tener dos.

Hasta aquí, todo bien. Pero ¿cómo averiguamos la secuencia de As, Tes, Ces, y Ges? Os invito a escuchar, en el podcast, el cuento de la Princesa Abdiena (también podéis leer el texto completo aquí )

El cuento explica el principio del método que el científico Fredecick Sanger y su equipo inventaron y que les valió el premio Nobel. Aprovechando la capacidad del ADN para copiarse a sí mismo, fabricaron fragmentos desde un punto inicial que acaban en una letra determinada, por ejemplo, la A, y miden su longitud con un método sencillo. Esto lo hacen con las cuatro letras, por lo que así pueden saber dónde se encuentran éstas a partir del punto inicial, logrando así la secuencia de letras completa. De esta manera, y utilizando este método con muchos fragmentos de ADN diferentes del genoma humano, los científicos han sido capaces de obtener la secuencia de sus miles de millones de letras. Un trabajo hercúleo.

Así estaba la cosa con respecto a la tecnología de secuenciación del ADN en la década de 1990 a 2000. A partir de entonces tecnologías de nueva generación permiten secuenciar genomas enteros en solo algo más de un día. Los detalles técnicos son complicados, pero la idea es similar a la de copiar un libro de cientos de páginas en una hora. ¿Cómo podríamos hacerlo? Y bien una persona sola no podría, pero si damos una copia de ese libro a miles y miles de personas y le decimos a cada una que elija al azar una frase y copie el final de la frase que la precede, la frase elegida, y el principio de la frase que la sigue, tendremos en pocos minutos miles y miles de frases copiadas que de hecho pueden suponer, todas juntas, varias copias del libro. Si estas frases son analizadas en una computadora con el algoritmo adecuado, podrán ser ordenadas en el mismo orden en que aparecen en el libro simplemente cotejando los finales y principios de las frases que flanquean a las frases completas.

Algo así se hace con el genoma humano y de otras especies. Primero se hacen copias y se cortan después en miles y miles de trocitos que son leídos al mismo tiempo. El orden de las letras se extrae de esa información analizándola por ordenador. Hoy contamos con la tecnología para secuenciar y analizar genomas a velocidades literalmente astronómicas. De esto he hablado en varias ocasiones en anteriores programas de Quilo. El desarrollo de la inteligencia artificial y nuevos algoritmos harán posible, creo yo extraer información aún oculta en los genomas de las especies que permitirán mejorar nuestra comprensión de cómo funcionan y por qué son como son en cada una de ellas.

Referencias:

Las mil y una bases del ADN

Las mil y una bases del ADN

Obras de Jorge Laborda.

Tus defensas frente al coronavirus

Tus defensas frente al coronavirus

Quilo de Ciencia Volumen XII eBook
Quilo de Ciencia Volumen XII Papel
Quilo de Ciencia Volumen I. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen II. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen III. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen IV. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen V. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen VI. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen VII. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen VIII. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen IX. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen X. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen XI. Jorge Laborda

Matrix de la homeopatía

Circunstancias encadenadas. Ed. Lulu

Circunstancias encadenadas. Amazon

Una Luna, una civilización. Por qué la Luna nos dice que estamos solos en el Universo

One Moon one civilization why the Moon tells us we are alone in the universe

Adenio Fidelio

El embudo de la inteligencia y otros ensayos


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