Epigenética

La faceta que hasta ahora conocíamos de los priones era la de ser los que provocaban enfermedades terribles como el mal de las vacas locas. Los priones son básicamente proteínas que se pliegan bajo una forma “maligna” que es contagiosa a proteínas con la misma secuencia de aminoácidos pero con plegamiento normal. 

En los últimos años se ha podido comprobar que los priones incluso sufren selección natural y pueden evolucionar, pese que no contienen material genético. Esta ausencia de ADN es la que en un principio hizo que muchos investigadores negaran la existencia de algo así.

Por otro lado, se han descubierto mecanismos mediante los cuales se puede modificar las expresión de ciertos genes sin cambiar los genes mismos. Es lo que se llama la epigenética, una suerte de lamarckismo que permite cambios evolutivos rápidos cuando las condiciones ambientales cambian rápidamente. Digamos que no hacen falta mutaciones del ADN para producir cambios “genéticos”, siendo éste un mecanismo que permite cambios adaptativos muy rápidos.

A lo largo de la última década los científicos han podido aprender que el ambiente puede dejar trazas sobre los genomas de plantas y animales en la forma de estas modificaciones epigenéticas. Esto vendría a decir que todas las instrucciones genéticas están en el ADN que forma genes, pero que existe una capa extra de información “por encima” que modifica estas instrucciones. Esta nueva capa también sería heredable. Se cree que las modificaciones de histonas o la metilación de ADN forman parte de esta capa, pero puede haber más mecanismos.

Así por ejemplo, la metilación consiste en la transferencia de grupos metilos a algunas de las bases del ADN de tal modo que puede provocar alteraciones en la transcripción genética (sin necesidad de que se produzca una alteración en la secuencia del ADN) y que se expresen o no ciertas proteínas. Este mecanismo juega un papel en el silenciamiento de los genes. ¿Hay mecanismos similares?

Recientemente se ha descubierto que ciertas proteínas pueden bloquear el ADN e impedir que sea leído de tal modo que ciertos genes quedarían silenciados en otro tipo de mecanismo epigenético. Pero en la levadura de la cerveza, este mecanismo se lleva al extremo gracias al comportamiento priónico de cierta proteína.

Si las condiciones ambientales cambian, en este organismo puede liberar cientos de nuevas proteínas que le permiten adaptarse y que normalmente no se expresan. Todo sin necesidad de mutaciones o cambios en el ADN mismo.

El proceso fue descubierto por Susan Lindquist, del Whitehead Institute for Biomedical Research, en 2004 y lo denominó evolución combinatoria.
Este hongo tiene una proteína que se transforma en un prión. Esta proteína normalmente juega un importante papel en la expresión otras proteínas dentro de los ribosomas, que son los lugares de las células en donde se lee la información genética (en forma de ARN) para producir proteínas. En concreto esta proteína inicia y detiene la lectura en puntos específicos de la hebra de ARN para generar determinadas proteínas. Pero cuando se transforma en un prión (cuando alcanza un plegamiento distinto) no realiza esa labor. Sin este control se lee la secuencia completa de ARN, incluidas las partes que normalmente son ignoradas.

Entonces la célula de levadura produce nuevas proteínas que normalmente no están presentes (aunque sí la información sobre ellas en el ADN y ARN que normalmente no es leída) y que pueden ser indispensables para su supervivencia. Estos priones son por tanto capaces de modificar los fenotipos de una manera que nunca se había visto antes.

Pero los escépticos sostenían que el resultado era en realidad una especie de enfermedad producida por las levaduras “artificiales” de laboratorio. Ahora Susan Lindquist y sus colaboradores han conseguido demostrar que este mecanismo se da en levaduras silvestres y cumple esa labor adaptativa.

Cultivaron 700 cepas distintas de levaduras naturales en condiciones hostiles en las que la acidez era muy alta o el oxígeno muy escaso (en total probaron con 12 casos distintos). Comprobaron que los supervivientes producían las formas priónicas que les ayudaban a sobrevivir. Luego expusieron a estas colonias a un producto químico que destruía los priones. Esto afectó negativamente a las colonias de levaduras, lo que demuestra que el prión es precisamente lo que les daba la ventaja adaptativa en esas condiciones, teniendo un gran impacto en su supervivencia.

Además han demostrado que los priones pasaban a la siguiente generación de tal modo que los descendientes se beneficiaban de esa ventaja. Una sofisticada maquinaria molecular asegura que los priones sean troceados en pequeñas piezas que pasan a las células hijas durante la división celular y estas piezas hacen de “molde” para contagiar la forma priónica en la nueva generación.

Lo que es más importante, la tasa a la que las proteínas reguladoras normales se transforman en su versión priónica aumenta en respuesta al estrés ambiental, lo que sugiere que son una parte inherente del mecanismo de supervivencia que ayuda a las levaduras a adaptarse rápidamente a cambios del entorno.
La evolución combinatoria no parece ser pues un artefacto de laboratorio, sino algo que se da de forma natural.

Lindquist especula que estas proteínas que cambian de forma y función podrían ser remanentes de una vida muy primitiva en los tiempos en los que la herencia estaba predominantemente basada en proteínas en lugar de en ácidos nucleicos. Además sugiere que quizás los priones jueguen algún papel en otros seres distintos a las levaduras.

Quizás este mecanismo se dé en otros seres vivos, pero de momento no se sabe si es un mecanismo generalizado o si sólo se da en pocos casos como en el de las levaduras estudiadas. No se sabe, en definitiva, su importancia biológica en general. Pero si al final resulta ser un mecanismo general entonces los priones tendrían un importante papel en la evolución.

Coltán.

Con motivo del Congreso Mundial de Telefonía Móvil 2011, el Instituto Jane Goodall quiere llamar la atención sobre la problemática de la extracción ilegal de coltán en República Democrática del Congo, poseedora del 80% de las reservas mundiales de este escaso recurso.

Al evento tecnológico en Barcelona acudirán, según la organización, 50.000 líderes y especialistas en telefonía móvil de 200 países; y presentarán sus productos más de 1.300 empresas, entre ellas los principales fabricantes de móviles.

En el programa de cuatro días se hablará de temas como el liderazgo y los retos del futuro, pero no se ha incluido ninguna mesa o debate que aborde la problemática del coltán (valioso mineral utilizado en los condensadores de los móviles), tema que sin duda compete a la industria de la telefonía por sus implicaciones sociales y ambientales.

La guerra por el control del territorio y el acceso a las minas entre diversas milicias ha ocasionado más de 5 millones de muertos, además de millones de desplazados y refugiados, según datos de Naciones Unidas. La constante y creciente demanda mundial de coltán, el aumento de su precio y los escasos controles y esfuerzos por mejorar la trazabilidad del coltán siguen propiciando conflictos armados por el control de los valiosos y estratégicos recursos en la República Democrática del Congo (RDC).

En dicha guerra, es práctica habitual secuestrar a los hombres y niños de las aldeas como mano de obra para las minas, trabajando en condiciones muy precarias y de gran inseguridad. También en este contexto se han registrado violaciones de mujeres y menores de edad. La explotación del coltán en RDC también implica la desaparición de ecosistemas únicos, debido a la deforestando y destrucción de hábitats de muchas especies como los chimpancés y los gorilas.

Otro hecho preocupante, es que actualmente los mercados de los países en desarrollo están siendo inundados a través de campañas publicitarias con millones de terminales, para las cuales no existe ningún programa o plan de reciclaje, con el consiguiente riesgo de contaminación de ecosistemas.

El deshielo del planeta.

En Nairobi Cientos de millones de personas se verán afectadas por el deshielo y la disminución de glaciares como consecuencia del cambio climático, según ha advertido el Programa de la ONU para el Medio Ambiente en un nuevo informe. Sólo la pérdida de nieve y de los glaciares de las montañas de Asia afectaría a aproximadamente el 40% de la población mundial, señala el informe <<Perspectiva Global sobre la Nieve y el Hielo>>, presentado en Nairobi, la víspera del Día Mundial del Medio Ambiente.

Pero otras áreas, como los Pirineos, los Alpes o los Andes, también se verán muy dañados por el impacto, añade el documento, que analiza las tendencias actuales y posible evolución futura de los ecosistemas de hielo y nieve, como glaciares, ríos y lagos helados. El cambio climático es un círculo vicioso en lo que respecta a estos ecosistemas: temperaturas más altas llevan a menos hielo y nieve y ello causa que la tierra y el mar tengan que absorber más luz solar, lo que aumenta aún más las temperaturas.



Los efectos de alcance global incluirán cambios sustanciales en la disponibilidad de agua para beber y para riego, así como un aumento de los niveles del mar, cambios en los patrones de circulación del agua en los océanos, y la amenaza a la supervivencia de especies de flora y fauna que sobreviven en dichos ecosistemas. Según la información científica ya disponible, el Ártico se está calentando casi al doble de velocidad que el resto del mundo y en muchas áreas, las zonas montañosas también están registrando aumentos de temperaturas más mayores que en los terrenos a baja altitud. La cubierta de hielo en el mar Ártico está disminuyendo un 8,9% por década en verano.

Documentos también confirman la tendencia a la disminución del tamaño de los glaciares del mundo en los últimos años, y especialmente desde los años 80. Los tres glaciares que hay en África, en el Monte Kenia, el Kilimanjaro de Tanzania y las montañas Rwenzori de Uganda, han perdido ya el 82% de su superficie y es muy posible que los glaciares del Kilimanjaro desaparezcan por completo en el espacio de dos décadas.

En la Antártida y Groenlandia están las capas de hielo que contienen el 98% del agua fresca congelada del planeta y, como estimación, si Groenlandia se derritiera por completo el aumento del nivel del mar llegaría hasta siete metros. De momento, las capas de esas regiones que se han derretido, junto con fenómenos similares en glaciares y la expansión térmica de los océanos ha llevado a un aumento del nivel del mar de algo menos de veinte centímetros entre 1870 y 2001.

Pero el documento recuerda que un aumento de un metro del nivel del mar, si no se tomaran medidas para adaptarse a él, expondría a 145 millones de personas a posibles inundaciones, la mayoría de ellas en Asia.
El informe muestra que las capas de hielo y nieve del planeta están íntimamente ligadas a la vida en el resto del planeta, por lo que las consecuencias del cambio climático en estos ecosistemas no sólo afectarán a quienes viven o trabajan en zonas polares o montañosa.

Intoxicación por metales pesados.

Los metales pesados son un grupo de elementos químicos que presentan unadensidad relativamente alta y cierta toxicidad para los seres Humanos.

El término "metal pesado" no está bien definido. A veces se emplea el criterio de densidad. Por ejemplo, metales de densidad mayor que 4,5 g/cm³, pero los valores en la bibliografía pueden ir desde 4 g/cm³ hasta 7 g/cm³. Otros criterios empleados son elnúmero atómico y el peso atómico. Además, el término siempre suele estar relacionado con la toxicidad que presentan, aunque en este caso también se emplea el término "elemento tóxico" o "metal toxico".

Muchos de los metales que tienen una densidad alta no son especialmente tóxicos y algunos son elementos esenciales en el ser humano, independientemente de que a determinadas concentraciones puedan ser tóxicos en alguna de sus formas. Sin embargo, hay una serie de elementos que en alguna de sus formas pueden representar un serio problema medioambiental y es común referirse a ellos con el término genérico de "metales pesados".

Los metales pesados tóxicos más conocidos son el mercurio, el plomo, el cadmio y eltalio. También se suele incluir un semimetal como es el arsénico y, en raras ocasiones, algún no metal como el selenio. A veces también se habla de contaminación por metales pesados incluyendo otros elementos tóxicos más ligeros, como el berilio o el aluminio.