Categoría: Química

Encapsulando a Niemann-Pick

Si les digo que en el post de hoy demostraremos que la tecnología empleada para elaborar yema de huevo dietética es la misma que se usa para desarrollar un nuevo fármaco que sirve para combatir una de las enfermedades más raras que existen; que además esa tecnología está basada en una de las más novedosas aplicaciones de las modernas técnicas de encapsulación molecular y que, por último, la inversión en investigación básica y aplicada relacionada con el tema a tratar en este artículo podría servir para impedir que haya personas que tengan que pasearse por los programas más morbosos de las televisiones de este país para recaudar fondos que irían destinados a tratar e investigar en dichas enfermedades… ¿seguirían leyendo mi nueva colaboración en Amazings?

Vayamos por partes. Leer más »

pH para adultos

Río Tinto

El pH es un índice omnipresente: desde la publicidad cosmética hasta el estado de la piscina. Es una escala sencilla, y cualquiera puede determinar el valor de una muestra fácilmente en caso de necesidad. Incluso el concepto no es demasiado complicado, bastan las matemáticas y la química de secundaria para tener una idea bastante precisa.

Pero lo que está bien para un ciudadano medio puede no estarlo para un científico. Recientemente en los comentarios a una, por otra parte estupenda, entrada de Ed Yong en Not Exactly Rocket Science, sobre organismos extremófilos en entornos de acidez extrema, Rosie Redfield, la microbióloga que desmontó, en su blog primero y con una exhaustiva investigación experimental después, lo de la bacteria que incorporaba arsénico a su ADN, muestra lo limitado de su conocimiento de algo tan crítico para su trabajo como el concepto de pH. Redfield pone en duda la existencia de pH negativos.

Increíble, pero cierto.

Hechos como este hacen que uno se cuestione sobre el nivel de formación química elemental de algunos graduados universitarios. Como, a fin de cuentas, es algo que no podemos remediar en su conjunto, vamos a intentar explicar el concepto de pH que debería conocer, no ya un científico, sino un ciudadano informado. Para ello haremos un repaso más o menos formal sobre el concepto habitualmente admitido, luego nos iremos al fútbol y finalmente veremos como nos queda la definición de pH. Leer más »

Superlife: el Silicio orgánico

Silicio

La complejidad de todos los sistemas biológicos conocidos hasta ahora se basan en la química del carbono. Este sencillo elemento reúne las cualidades necesarias para constituir el primer escalón de la vida. Es abundante, con facilidad forma dobles y triples enlaces y sus cuatro electrones de valencia le permiten unirse a un número relevante de radicales.

En este artículo pretendo alejar el chovinismo del carbono para especular sobre una bioquímica hipotética y factible: la del silicio.

Antes de diseñar cualquier sistema debemos fijarnos y detallar el actual sistema carbónico, probado por su funcionalidad.

El hecho de que compartamos múltiples compuestos sintetizados en base a un átomo central se debe a la variabilidad de enlaces que puede completar éste y su estabilidad relativa. Empezando por los hidrocarburos, compuestos con un papel fundamental en la estructura biológica y como fuente de energía, son un abanico de ladrillos microscópicos con una variabilidad ingente que deben a la longitud de la cadena y a los radicales.

A priori parece difícil imaginar un grupo químico tan grande y básico formado solamente por C y H.

Y de los radicales precisamente rige parte de la especificidad de estas cadenas y de la de muchos elementos. Se forman a base carbonos que se enlazan a otros átomos de igual tipo para adquirir un papel secundario en la cadena general. Y papel poco relevante hasta aquí, porque el gran protagonismo carbónico se adquiere en la formación de grupos funcionales. La mayoría de estos grupos contiene carbono y los que no lo contienen incluyen el silicio u otros átomos relevantes (véase N, por ejemplo). Como ya pasa con los hidrocarburos, los grupos funcionales carbonados constan de uniones C, O y H que a base de múltiples oxidaciones puede dar origen a un tipo u otro. Ahora la interconversión es más simple y abarca un conjunto químico más potente.

Como acabamos de ver, no hay muchos misterios que hagan del carbono el átomo elegido para tan portentosa representación. Y si ahora aplicamos las características anteriormente mencionadas damos con una serie de elementos que bien podrían sustituirle, pero el que más se le acerca (y no a mucha distancia) es el silicio. Leer más »

¿Por qué la datación por Carbono-14 no sirve para muestras modernas?

Seguro que has oído alguna vez que se ha usado la “prueba del carbono-14” (C-14) para determinar la antigüedad de alguna muestra biológica, como restos humanos, una pieza de madera o incluso fibras de tejido (como la “sábana santa” de Turín).

El método funciona perfectamente para restos de hace 20 mil años, pero no para los de hace sólo 50 o 60 años. ¿Te imaginas por qué?

Explicación corta

Tan corta, que con una sola imagen de la estupidez humana basta:

Imagen: | Una de las pruebas nucleares de la Operación Crossroads (verano de 1956)

 Explicación larga

Como seguro sabrás, un mismo elemento químico viene en la Naturaleza en distintos “sabores”, con la particularidad de que todos ellos parecen idénticos, reaccionan con las mismas sustancias, etc. Solamente se diferencian entre sí, muy ligeramente, en sus masas atómicas. Son los isótopos de un elemento. Leer más »

Premio Goya a la Mejor Película de Ciencia Ficción: “El guardián de la longevidad celular”

La industria de los alimentos funcionales, la gran perjudicada por la aparición de un  reglamento europeo que prohíbe anunciar a los productos alimenticios ningún tipo de propiedad saludable sin respaldo científico, tiene un nuevo sucesor a la hora de usar el marketing pseudocientífico para publicitar sus productos: el sector de la cosmética.

Ecoduchas que emiten asombrosos rayos bioinfrarrojos que regulan las funciones fisiológicas, péptidos misteriosos análogos a los encontrados en víboras y que retrasan la aparición de arrugas, activadores anti-edad basados en la tecnología de células madre vegetales, regeneradores celulares con micropartículas de oro… todo vale en el mundo de la cosmética.

La ausencia en la industria de los productos de belleza de un organismo oficial que controle el tipo de publicidad científica empleada, unida a la inexistencia de una legislación internacional que regule la situación, está permitiendo que muchas casas comerciales anuncien efectos milagrosos en sus productos que no se sostienen desde el punto de vista científico pero que llegan a confundir a la población al emplear términos, conceptos y fundamentos científico-tecnológicos que no están al alcance del consumidor medio.

A pesar de que son muchos los productos cosméticos en los que la carencia de respaldo científico es más que evidente, en el post de hoy vamos a intentar desmontar varios de los mitos existentes alrededor de los productos estrella de este sector y que más cuota de mercado están alcanzando: los cosméticos antienvejecimiento. Leer más »

Mutación no es una mala palabra

Como le pasa a cualquiera, la célula a veces puede equivocarse y cometer errores grandes o pequeños. Esos errores, que pueden suceder durante la replicación del ADN, durante la lectura o traducción del mensaje se llaman mutaciones.

Una proteína es, esencialmente, un mensaje que está escrito en un gen. Si al leerlo se cambia alguna letra de la frase original, el mensaje puede ser modificado y el producto final cambiará.

Ese cambio puede pasar inadvertido porque no produce efectos. Supongamos que el mensaje codificado en el gen dice “hay un gallo en el gallinero” y  nos olvidamos de poner la “H” en la palabra “hay”. Aunque con un error de ortografía, a la frase la seguimos leyendo igual y no pierde el sentido.

Si por el contrario, el error es el cambio de una letra por otra, las consecuencias son más graves porque el mensaje final cambia. Por ejemplo, si la “G” de gallo es sustituida por una “C”, el mensaje final es diferente: “hay un callo en el gallinero”; pierde sentido y por lo tanto la proteína no funcionará o lo hará incorrectamente. Leer más »

¿Cómo empaquetan los virus su ADN?

Los virus infectan tanto células como bacterias porque no pueden multiplicarse por sí mismos. Al hacerlo, usan las moléculas y enzimas de su desafortunado hospedero para replicar su genoma y construir sus cápsulas virales, las cuales son muy parecidas a unas sondas espaciales pero que, en este caso, sólo transportan ADN o ARN con el único fin de repetir el ciclo en otra víctima.

Uno de los procesos clave en toda infección viral es el empaquetamiento del material genético dentro de dichas cápsulas. Este proceso no es tan sencillo como nos lo pintan en los libros, donde vemos que las moléculas de ADN (o ARN) recién copiadas, se encuentran flotando a la deriva en el citoplasma, y como por arte de magia, unas proteínas empiezan a envolverlas para formar nuevos virus que luego son liberados mediante una explosión celular.

Para explicarlo de manera muy sencilla, hoy abordaremos el caso de los adenovirus, los virus del herpes, el virus de la viruela y los bacteriófagos con cola. Todos estos presentan un material genético compuesto por un ADN de doble hebra.

El principal problema con el empaquetamiento es la longitud del ADN. Para que se hagan una idea de lo difícil que es, imaginen que están comiendo unos sabrosos espaguetis; pero este es uno muy peculiar, está hecho por un único fideo de tres metros de largo y  medio centímetro de espesor. Ahora, toman el espagueti por un extremo, se lo ponen a la boca y lo empiezan a succionar hasta terminarlo (OJO: no vale morderlo, ni pasarlo, ni romperlo) [1]. A medida que el fideo va entrando en su cavidad bucal, la velocidad a la que lo hace disminuye, porque la boca está cada vez más llena, y la presión interna aumenta. Leer más »

La muela del juicio y el acidulante que trae cola

Imagen de previsualización de YouTube
A mi no se me ocurriría usar una muela del juicio recién extraída para observar los efectos que el ácido fosfórico que los refrescos de cola incluyen en su composición como acidulante (E338) provocan en el esmalte dental, pero yo no soy dentista.

Sin embargo el fotógrafo sueco Stefan Sollfors si lo hizo. Cogió su muela, inicialmente recubierta de un blanco y saludable esmalte, y la sumergió en un refresco de cola para ver lo que el E338 iba haciéndole a la hidroxiapatita. Regularmente sacaba la muela del jarabe y la fotografiaba para ir haciendo el timelapse que véis arriba. Como se puede observar, a los tres meses el esmalte había desaparecido por completo, y pasado un año la muela estaba completamente ennegrecida.

¡Menos mal que me he pasado a la tónica!

En esta danza las chaperonas también bailan

Proteina 3D

Al baile celular todas las proteínas acuden, pero no pueden ir solas. Necesitan chaperonas(1), así como si de jóvenes inocentes se tratase.

Cada proteína tiene una sofisticada variedad de curvas y pliegues que le permite cumplir correctamente su función. En esa labor acrobática de plegarse sobre sí misma es ayudada por otras moléculas (proteínas también), las chaperonas.

Éstas evitan interacciones inadecuadas y fomentan el plegamiento correcto, pero también tienen otra función fundamental: ayudar a la célula a mantenerse operativa en condiciones de estrés (calor o fríos extremos, falta de oxígeno o de nutrientes, por ejemplo).

Digamos, entonces, que las chaperonas evitan que las señoritas proteínas a su cuidado tengan relaciones “indeseadas” y que establezcan un vínculo estable y productivo con otras proteínas.

Existen varias familias de chaperonas, pero las más conocidas y estudiadas son las de apellido HSP60, HSP70 y HSP90. Las primeras se dedican mayoritariamente a plegar proteínas, es decir a ayudar que estas adopten la forma correcta para cumplir su función en la célula, por eso se les da el apodo de “plegasas”. Las HSP70, por el contrario, son “desplegasas” porque intervienen en el proceso de degradación de proteínas dañadas o en la unión incorrecta entre proteínas, pudiendo hacer que las mismas se desplieguen. Leer más »

El mercurio de los osos

Como mucha gente que ha tenido contacto con el mercurio, siento una extraña fascinación por él desde que, durante el Bachillerato, un fraile que nos daba Química se vino a clase con un pequeño bote que pesaba como una botella de litro de agua. Su brillo, su tendencia a formar gotas tanto más esféricas cuanto más pequeñas, gotas extraordinariamente traviesas en cualquier superficie y con tendencia a juntarse en cuanto se encuentran en sus trayectorias, es algo que no deja insensible a casi nadie.

Luego, como profesor de Química Física en la Uni y durante muchos años, he tenido tiempo para hablar de los valores elevados de la densidad y la tensión superficial del mercurio (causantes de esos sorprendentes efectos), y he jurado en hebreo cuando mis estudiantes han roto decenas de termómetros del mismo y he tenido que recoger, con mimo de detective (y muchas veces a cuatro patas en el suelo), hasta la más mínima gota que se hubiera derramado (labor casi imposible hasta sus últimas consecuencias). Leer más »