diumenge, 30 de gener de 2011

Qui se l'empesca més grossa?

Un dels mecanismes que els organismes tenim per tal de deixar petjada en el nostre DNA és la metilació. Tots tenim el DNA metilat en unes seqüències específiques, seguint un patró que és característic a cadascú de nosaltres. Aquest patró de metilació pot servir per "marcar" simplement el DNA o, per exemple, en humans, pot formar part d'un procés més complex anomenat imprinting. Les metilacions poden servir per "apagar" gens, i fer que no s'expressin. De manera que si tots tenim una còpia materna i una paterna dels gens, si una de les còpies està inactiva per metilació només s'expressarà l'altra. Errors que es produeixen en els sistemes de metilació poden donar lloc a malalties com ara la Síndrome de Prader-Willi i la d'Angelman, entre altres.

Però avui això no va d'imprinting, ni d'humans. Sinó de microorganismes. I és que els bacteris també metilen el seu DNA, i els fags també són capaços de fer-ho. Tots els organismes tenen un patró de metilació propi, i això els permet poder identificar el que sí que és seu del que no. Si per exemple un bacteri detecta que ha entrat DNA amb una metilació estranya, el pot degradar per evitar-se problemes (ja que per exemple es podria tractar d'un fag que l'esclavitzés i després llisés la cèl·lula per sortir, tot matant-lo).

Els bacteris tenen un sistema de restricció-metilació, que consisteix en una sèrie d'enzims que li permeten metilar el DNA i tallar. Així doncs, hi ha uns enzims que detecten el DNA i en "llegeixen" el patró de metilació: si és correcte, cap problema; si no, el tallen i és degradat. Si ens fixem en un bacteri model típic, és a dir, E. coli, veuríem que a les seqüències GATC, totes les A estan metilades (recordeu que la informació que està codificada als gens es basa en combinacions d'aquestes quatre lletres, i cadascuna d'elles correspon a una base nitrogenada). Per tant, E. coli, quan detecta DNA exogen, el primer que fa és mirar-li les seqüències GATC: si tenen les A metilades, perfecte; però en cas contrari, ho degrada amb aquests enzims de restricció dels quals he parlat abans. Això sí, de les altres lletres del quartet (G, T i C) ni se'n preocupa, li és igual si estan metilades o no.

Ai! Però no s'ha de subestimar als fags! Els fags, malgrat ser tan petits i tenir tan poca cosa, són molt llestos i se les empesquen totes. I és que tenen molts sistemes per saltar-se la "revisió" d'E. coli. N'explicaré un que em va fer molta gràcia quan el vaig descobrir, ja que és tota una proesa evolutiva.

Hem dit que el bacteri no fa cas de la resta de bases, només de les adenines (A). De manera que alguns fags el que fan és metilar toooootes les bases. Així segur que no s'equivoquen! Per tant, quan E.coli el revisa, veu les adenines metilades i ja està contenta, i de la G, T i C passa totalment.

Però és clar, amb aquest sistema els fags haurien guanyat la batalla als bacteris massa fàcilment. I E.coli el que ha fet és contraatacar: ha adquirit un enzim que talla DNA hipermetilat. Ha! Què s'havien pensat, els fags? Si entra un DNA tot tot metilat, alguna cosa fa pudor de socarrim, així que millor degradar-ho, no fos cas que en sortíssim escaldats.

I E.coli va viure feliç per sempre més... No! Encara no! Als fags això no els hi va agradar gens, i van aconseguir tenir una proteïna que degradés l'enzim que degradava el DNA hipermetilat. Un embolic! D'aquesta manera, quan aquests fags entren dins d'E. coli, ella ràpidament el vol degradar, però el fag ho impedeix.

I semblava que la cosa acabava aquí. Ni de bon tros! E. coli, lluitadora fins al final, decideix plantar cara a l'enzim que li està degradant el seu enzim. I amb la intenció de destruir-lo, el que fa és no deixar que el fag el fabriqui. Els enzims són proteïnes, de manera que estan codificats al genoma, són transcrits a mRNA i després traduïts a proteïna. I per traduir cal un enzim anomenat tRNA: doncs el bacteri el que fa és destruir el tRNA que ajudarà a sintetitzar l'enzim del fag, de manera que aquest no acaba fent-se mai.

Però els fags potser algun dia dominaran la terra, si no ho han fet ja... i és que el nivell de complexitat i d'estar jugant al gat i a la rata sembla ser que no té fi! Després de veure que el bacteri els hi talla el tRNA, els fags van ser capaços de sintetitzar un lligasa especial. Les lligases són enzims que uneixen trossos de DNA o RNA, els "solden". Per tant, davant la incursió del bacteri, la lligasa uneix de nou el tall i el tRNA esdevé funcional per traduir l'enzim.

I qui guanya? Doncs suposo que s'arriba a un equilibri, perquè ambdós segueixen vius... i ben vius!*


[Falta una mica de rigor científic en el text, però així resulta més divertit... Cadascun dels canvis és produït per mutacions i selecció dels individus millor adaptats... En cap moment els bacteris o virus tenen la capacitat ni la voluntat de decidir contraatacar!]

* Estrictament, els virus no es podria dir que estiguessin vius, ja que sense un hoste on allotjar-se no són capaços de fer res!

diumenge, 9 de gener de 2011

Quins nassos!

D'animals al món n'hi ha de totes menes: grans, petits, grisos, de colors, amb potes, sense potes... I si ens en anem als extrems, podem trobar coses sorprenents. I avui precisament parlaré d'un d'aquests animals un pèl estranys: el talp de nas estrellat.



Es tracta d'un animal que viu a Amèrica del Nord, i que òbviament salta a la vista que el nas que té no és del tot normal. Aquest nas ha estat batejat com a nas estrellat per la forma que té: està format per 11 parells d'apèndix que envolten els orificis nasals, i que paradoxalment poc hi tenen a veure amb la funció olfactiva. Si us hi fixeu, al mig de "l'estrella" hi veureu uns orificis: allò són les narius, el que utilitza per respirar!

La primera pregunta que ens ve al cap, doncs, seria: I per què deu servir tenir aquests apèndix tan empipadors aquí al mig? Doncs resulta que aquests apèndix no són res més que unes estructures plenes de mecanoreceptors. Per detectar la informació sensorial del medi, els animals disposem de receptors de vàries menes: fotoreceptors (per detectar la llum), termoreceptors (per detectar canvis de temperatura), quimioreceptors (per detectar canvis químics, com passa en el sentit del gust o el de l'olfacte), etc. Tots aquests receptors integren la informació de fora i la porten cap al sistema nerviós, on és processada. Doncs bé, els mecanoreceptors el que detecten són canvis de pressió mecànica, és a dir, serien els que relacionem amb el sentit del tacte.

I de què li serveix a un talp tenir mecanoreceptors? Si ens fixem en l'ambient on viu, de seguida veiem que en els llargs túnels que excava, la llum no és gaire abundant. I si no s'hi veu tres dalt d'un burro, de poc serveix tenir un sentit de la vista exquisit. Els talps en general no tenen gaire bona vista, i aquest no n'és una excepció. Amb els mecanoreceptors, però, el que aconsegueix és anar "tocant" tot el que té a l'abast, i va discriminant amb el que va topant. Seria un model anàleg al de les persones invidents: amb el bastó que molts d'ells utilitzen, exploren l'ambient i es van guiant. Doncs els talps fan una cosa semblant, però molt més sofisticada.

Aquests mecanoreceptors es troben als anomenats òrgans d'Eimer, i estan presents en tots els talps del món. Tots ells tenen mecanoreceptors al nas, i fan aquesta activitat d'exploració contínuament. És a dir, que quan molts cops es veu a un talp que sembla que "olori" el terra, no només n'està detectant la olor (que també) sinó que alhora està utilitzant ferventment el seu sentit del tacte. I ara la pregunta és: què té d'especial, doncs, el nas estrellat, si tots els talps tenen òrgan d'Eimer? Doncs que aquests apèndix tan extravagants li permeten tenir molts més mecanoreceptors. Molts més: unes 25.000 vegades més! És a dir, que el seu sentit del tacte i d'exploració del terreny és molt més fi i acurat que la resta de talps.

Concretament, si us fixeu en l'estrella, veureu que no tots els apèndix són iguals, sinó que a sota n'hi ha uns de més petits. Aquests petits tenen igual nombre de mecanoreceptors que la resta d'apèndix, però estan més densament enervats amb projeccions neuronals, que portaran la informació cap al cervell. És per això que sovint se l'anomena fòvea tàctil, fent l'analogia d'aquesta estructura amb la de la fòvea de l'ull (una zona que tenim dins de l'ull on hi ha molta densitat de fotoreceptors, i que ens serveix per enfocar nítidament les imatges).

Tornant als apèndix, s'ha vist que la diferència de mida i enervació entre aquests no és banal, sinó que els talps utilitzen de manera diferent els apèndix, tot seguint una mena de "ritual": primer de tot exploren el terreny amb els apèndix llargs, discriminant el que troben al seu pas. I si trobessin alguna cosa que els interessa (un deliciós cuc, per exemple), després de tocar-lo amb els apèndix llargs, passarien a tocar-lo amb els més curts, com per "verificar" que allò és realment un cuc i no... jo que sé, una aranya. En el cas que no arribessin a tocar el cuc amb els apèndix curts, no l'ingeririen, és un pas que no es poden saltar.

Així doncs, un animal que a primera vista no sembla gaire bonic, però que si el veieu al costat d'una persona és una monada: amb prou feines fa vint centímetres. No us deixeu enganyar!

dimecres, 5 de gener de 2011

If IKEA made instructions for everything


  © Blogger templates 'Neuronic' by Ourblogtemplates.com 2008

Back to TOP