Codificación de las proteinas a partir de los codones
Todos los organismos vivos estamos formados por átomos, básicamente oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno, calcio y fósforo. Estar vivo significa estar en desequilibrio termodinámico con el medio exterior, (segundo principio de la termodinámica), esto significa que cualquier ser vivo tiene que gastar energía para continuar vivo. La actividad metabólica necesita energía para su sustento y un organismo vivo, cuanto más complejo, mas energía necesita para repararse a si mismo. Nosotros cada cinco días tenemos una pared de estomago nueva, cada dos meses tenemos un nuevo hígado y la piel se renueva cada seis semanas. Podemos decir que cada año el 98% de los átomos de nuestro cuerpo son nuevos. De no existir esta renovación los seres vivos vivirían muy poco, la segunda ley de la termodinámica implacablemente acabaría degenerando los enlaces moleculares y produciendo la muerte por envejecimiento. Aunque al final siempre acaba ganado la segunda ley. Siempre?.... Quizás no. En algún lugar de la Tierra o el Universo algo aprendió a saltarse esta ley, como?. Muy sencillo, volviendo a nacer antes de morir, esto es, replicándose. Lo que nosotros entendemos como reproducción. La molécula de DNA lleva en la Tierra unos 3000.000.000 de años sin apenas modificación. Aunque la molécula en si no tiene vida, contiene en su interior, como una cápsula del tiempo, la información necesaria para saltarse la segunda ley de la termodinámica. Esto es el código genético, de donde proviene y cuando se creo no se sabe. Yo soy partidario de creer que el código se genero en algún lugar de nuestra Galaxia y como viajero espacial oculto en meteoritos llegó al Sistema Solar. Prospero y sigue prosperando en la Tierra, como muy bien podría ser en Marte (lo dejo para otro post).
¿Pero como es el código? En el DNA solo hay cuatro tipos diferentes de bases nitrogenadas o nucleótidos: adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C), que son las letras con que se escribe el código genético. La información se encuentra almacenada según la secuencia de estas bases. Pero como las bases nitrogenadas codifican la información? Para entender el código hay que comprender la importancia de las proteínas. Estas son macromoléculas indispensables para la vida, son los constituyentes fundamentales de las células y están en todos los procesos biológicos. Por ejemplo tenemos a las enzimas, a las hormonas, la hemoglobina, los anticuerpos, etc. Están formadas por átomos de carbono, hidrogeno, oxigeno, nitrógeno y algunas contiene azufre.
Pues bien, ahora viene lo bueno, todas las proteínas se forman a partir de combinaciones de 20 aminoácidos. Y los aminoácidos se forman a partir de los nucleótidos (las bases nitrogenadas A, T, G, C). ¿Que relación puede haber entre ellos? George Gamov , fisico ruso fue el primero en proponer que la secuencia de nucleótidos formaba el código genético y estos se agrupaban de tres en tres. Puesto que tenemos 20 aminoácidos que se forman a partir de la combinación de 4 nucleótidos, serán necesarios tres nucleótidos para identificar a cada aminoácido. Veámoslo, es un cálculo de variaciones con repetición.
Empecemos suponiendo que cada dos bases determinan un aminoácido, solamente se podrían formar 16 aminoácidos. Imaginemos que Adenina, Timina, Citosina y Guanina son las letras del alfabeto del código genético, ¿cuantas palabras podemos formar de dos en dos?. Imaginemos que tenemos cuatro cajas llenas de A,T, C y G y dos cajas vacías. Sacamos las letras de una en una y las colocamos de una en una en las cajas vacías. ¿Cuantas combinaciones con repetición nos salen?
Empecemos suponiendo que cada dos bases determinan un aminoácido, solamente se podrían formar 16 aminoácidos. Imaginemos que Adenina, Timina, Citosina y Guanina son las letras del alfabeto del código genético, ¿cuantas palabras podemos formar de dos en dos?. Imaginemos que tenemos cuatro cajas llenas de A,T, C y G y dos cajas vacías. Sacamos las letras de una en una y las colocamos de una en una en las cajas vacías. ¿Cuantas combinaciones con repetición nos salen?
Tendríamos de esta manera las combinaciones AA, AT, AC,AG,……..GG,GA,GT,GC, en total obtenemos
Pero necesitamos 20, no puede ser de esta manera, probemos con combinaciones con repetición de 3. En este caso tenemos el siguiente diagrama
las combinaciones serán
Si cada grupo de tres bases determina un aminoácido, obtenemos 64 tripletes diferentes. Matemáticamente es posible entonces codificar 20 aminoacidos con agrupaciones de 3 bases, aunque algunas combinaciones tienen que determinar el mismo aminoácido. Lo más curioso de todo, es que este razonamiento matemático es del todo correcto (ver la imagen del principio del post). A estas combinaciones de tres en tres de las bases se denominan codones, nombre acuñado por Francis Crick, puesto que los tripletes codifican los aminoácidos.
Las características del código son pues las siguientes:
- El código es redundante, es lo que se llama, código genético degenerado. Varios codones diferentes codifican el mismo aminoácido. Por ejemplo, GCU, GCC, GCA y GCG codifican el mismo aminoácido, alanina. Esto puede parecer absurdo, pero el código genético no olvidemos que tiene la misión de perpetuarse en el espacio-tiempo, saltándose la segunda ley de la termodinámica. El código tiene que ser robusto, de esta manera aunque se produzcan errores, se codifica la misma proteína. Que repetición es la mejor, seguramente ha sobrevivido aquella que mantiene la codificación de proteínas con el mínimo error. De esta manera el código es mas tolerante a las mutaciones.
- El código se lee a partir de un punto de inicio y sin interrupciones, es decir, no hay espacios vacíos. Si se añade una base a la secuencia se modifican todos los aminoácidos. Lo mismo sucede si se pierde una base.
- Existen codones de arrancada y paro. El codón AUG que codifica la metionina es el codon de arrancada, de manera que la mayoria de las proteinas empieza con metionina. Los tres codones de parada son UAG, UGA y UAA.
- El código es universal, se ha comprobado que un mismo codón lleva información para codificar el mismo aminoácido en distintas especies. Esto en la Tierra claro, y ¿fuera?. ¿Si se encuentra vida en Marte seguirá el mismo código?. Voy a arriesgarme y decir que si, yo creo que el código es el mismo en toda nuestra Galaxia. Por supuesto alguna razón hay, simplemente creo que saltarse la segunda ley de la termodinámica no es nada fácil y no pueden existir muchas maneras. Aunque en otras galaxias el procedimiento puede ser diferente, en el fondo las galaxias son islas en el universo y cada una puede haber generado su código.
Aquí entramos en el terreno de la especulación y cada uno/a tendrá su manera de pensar. Enlazando con el tema de las civilizaciones galácticas, fíjense que si el código es diferente, lo tenemos muy difícil para una comunicación en la que nos podamos entender. Siendo el mismo ya lo tendríamos difícil también, por supuesto.
3 comentarios:
Carles, enhorabuena por el World Map y por la gran heterogeneidad en la procedencia de tus visitas!
Gràcias, cuando me meti en este lio del blog no creia que fuese tan complicado. Pero con el paso del tiempo le estoy cogiendo el tranquillo. También creia que no tendria temas que colgar y resulta que ya tengo un monton en la carpeta.
Por cierto, Marcos, hoy en el pais publican un articulo sobre cambio climático y religión. Ya te lo pasare.
Cambio climático: ¿la nueva religión?
El lenguaje mesiánico cala y ha convertido la lucha contra el calentamiento en un credo
CARMEN PÉREZ-LANZAC 14/02/2008
El cambio climático ha movilizado a científicos que lo estudian, a ingenieros que buscan soluciones tecnológicas y a economistas que las miden. Y empieza a atrapar también una dimensión espiritual que lo está convirtiendo, en opinión de algunos, en la nueva religión del siglo XXI. Una nueva espiritualidad ecológica. El lenguaje mesiánico y los instrumentos casi religiosos que se utilizan rompen los esquemas discursivos y calan en una opinión pública más escéptica ante causas del pasado.
La Tierra entra en campaña porque está "hasta los polos" de que no le hagan caso
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"Se dice que el hombre es un ser malvado que merece el castigo"
Gore coge el testigo de Noé para salvar a las especies vivas como una misión
A finales de octubre del año pasado, Al Gore desembarcó en Sevilla para hablar de su movimiento contra el cambio climático, el Proyecto Clima. Gore, de 59 años, se subió al estrado y por enésima vez interpretó con entusiasmo el discurso que viene repitiendo desde hace ya varios años. Ese día, alguien le preguntó: "¿Cómo es usted capaz de repetir lo mismo una y otra vez?" "Porque soy un hombre con un sentido de misión, por eso puedo decir las mismas cosas sin perder la fuerza, la ilusión. Porque llevo un mensaje en el que creo apasionadamente", contestó.
En su afán por llegar al interlocutor, Gore, que es profundamente religioso, usa frases como "A Noé se le dijo que salvase las especies vivas y ello hoy sigue siendo nuestra obligación". Y antes de aleccionar a los embajadores o discípulos que forman parte de su movimiento, 1.700 por todo el planeta, les pide una "conexión espiritual".
"La estructura que Al Gore ha organizado resulta casi religiosa, con discípulos que transmiten la buena nueva, como Jesucristo", reflexiona el biólogo Miguel Delibes de Castro. "Los científicos solemos insistir en que hay que racionalizar los problemas, pero lo cierto es que es más vendible el mensaje emocional, sobre todo si implica a fuerzas superiores a nosotros. Ayuda a que la gente se mueva por algo que debe resultar parecido al sentir de la tribu antes ese dios mágico. A mí no me gusta esta forma de funcionar. Al Gore se considera un hombre con una misión, y yo de Mesías tengo más bien poco. Yo aviso de que algo está pasando y es la sociedad quién debe decidir qué hay que hacer. Sin embargo, soy mucho menos eficaz. Al Gore ha vuelto a demostrar que moviliza mucho más algo parecido a la fe que la racionalidad".
El de Al Gore es el ejemplo más visible, pero no el único. Frases como "Hay que salvar el planeta", "Tenemos una misión", "la culpa es del hombre (¿el pecador?)", "llega el cambio climático" (¿el castigo?), ya no suenan tan raras. "El mensaje ecologista con componentes religiosos ha calado mucho", dice Miguel Ferrer, biólogo y presidente de la Fundación Migres. "Las corrientes ecologistas integristas tienen muchas características comunes con escuelas basadas en creencias religiosas. Cada vez se oye más el discurso según el cual el hombre es el ser malvado que provoca destrucción y debe ser expulsado de los últimos paraísos".
Sin embargo, la conexión entre ecología y religión no resulta tan extraña si tenemos en cuenta el concepto del prójimo, como apunta Víctor Viñuales, director de la Fundación Ecología y Desarrollo: "Casi todas las religiones tienen en el centro la idea del prójimo. Y si ampliamos el concepto, ¿quién es tu próximo? Hoy sabemos que en un mundo global las consecuencias de lo que hacemos aquí y ahora, afectan a los que están lejos, tanto en el espacio como en el tiempo. Si construimos una presa en un paraje espectacular, nuestros bisnietos y las generaciones venideras no podrán disfrutarlo. No sólo eso, también afectará a otros seres vivos que se están extinguiendo de manera masiva. Visto de este modo, hay una conexión muy clara entre religión y sostenibilidad".
Uno de los 200 embajadores de Al Gore es Juan Negrillo. Se conocieron hace años, durante una de las visitas del candidato frustrado a la presidencia de Estados Unidos a la Campus Party, el evento de entretenimiento electrónico que reúne a más de 8.000 jóvenes en Valencia a finales de julio y del que Negrillo es organizador. Éste recuerda que ya entonces Gore aprovechaba cualquier ocasión, como una cena entre amigos, para ensayar su discurso, el mismo que hace de hilo conductor de su documental Una verdad incómoda. Fue entonces cuando el malagueño se enganchó a la misión del Nobel de la Paz. Preguntado sobre la conexión entre su discurso y el sentir religioso, Negrillo reflexiona: "Todas las religiones hunden sus raíces en la fe, y en ese sentido se puede confundir el mensaje ecologista y de defensa del clima con uno religioso, porque como no podemos tocar, oler, pesar o ver el CO2 y es casi una cuestión de fe en la comunidad científica".
La explicación suena sensata. Aunque también puede que se trate simplemente de una cuestión lingüística, como apunta el filósofo Jesús Mosterín: "Este lenguaje aplicado a la ecología es simplemente metafórico. Frases como el castigo del cambio climático... Son palabras sin sentido literal, como cuando decimos de una chica rubia que tiene los cabellos de oro. Lo que sí es cierto es que la vida es un fenómeno tan raro y fascinante que entiendo que mucha gente piense que es una misión preservarla. Pero no lo es porque nos lo ordene una autoridad externa. Einstein decía que él no creía en un dios, pero que se sentía profundamente religioso porque se sentía identificado con el universo".
El coqueteo entre ecologismo y espiritualidad, no es nuevo. 1966 fue una fecha clave. Ese año se publicó Ciencia y supervivencia, de Barry Commoner, uno de los libros fundacionales de las corrientes ecológicas o ambientales con inspiración más o menos religiosa. "La segunda mitad del siglo XX contempló el auge de múltiples movimientos religiosos, espirituales y espiritistas, caracterizados por ser una mezcla de elementos diversos", explica el filósofo José Antonio Marina. "Uno de ellos prolongó el fervor ecológico de los últimos decenios. Para mí, lo importante son los factores que se unieron en esa espiritualización ecológica. Nació posiblemente del movimiento hippy, de su vuelta a la naturaleza, se unió con un cierto panteísmo, por entonces de moda, que se volvía hacia la Tierra como un ser vivo, con el que se establecía una relación mística. Se admiró la relación con la naturaleza de las antiguas culturas, la Pacha Mama, el respeto de las tribus americanas".
"La hipótesis Gaia, de Lovelock, colaboró, considerando a la Tierra como un ser vivo al que hay que respetar", añade Marina. "Teorías como la Deep Ecology exaltaron el valor del mundo vegetal, hasta el punto de comparar la tala de un bosque con el asesinato de judíos en un campo de concentración. A todo esto, se unió el interés por la ética ecológica, que llamaba la atención sobre la necesidad de cuidar la naturaleza. Y también la influencia de religiones orientales, como un budismo light, que defiende la compasión universal por todos los seres. La espiritualidad ecológica es un cesto hecho con muchos mimbres".
El autor más famoso de estas corrientes es James Lovelock y su libro Gaia, una nueva visión de la vida sobre la Tierra, en la que desarrolla la idea de que la Tierra es un gran organismo vivo, una idea que tiene algo de religioso porque se basa en una intuición que desborda la razón científica. "Cuando se publicó, a mediados de los setenta, hubo un fuerte rechazo, pero ahora es muy aceptado", dice Jorge Riechmann, profesor de filosofía moral y vicepresidente de Científicos por el Medio Ambiente. "No es tan raro que haya cierto intercambio entre pensamiento religioso y ecológico", continúa. "Todas las grandes religiones comparten un sentimiento de conexión universal con el cosmos, de inmersión con el todo".
Pero, ¿qué piensan los ecologistas de todo esto? La mayoría no ve puntos en común ni le gusta la idea. "Mi sensación es que no existe ninguna conexión entre ecología y religión. El planteamiento es radicalmente diferente y el mensaje mayoritario no es el de que tenemos una misión", dice Yayo Herrero, coordinadora estatal de Ecologistas En Acción.
"No se trata de una cuestión de religiosidad, sino de valores", dice Juan López de Uralde, director ejecutivo de Greenpeace España. "Yo me siento parte de un movimiento social, ciudadano, que trata de introducir en nuestra escala de valores cosas que no se tenían en consideración, como el respeto al planeta, y que debe formar parte del conjunto de valores en los que nos movemos. Y esos valores se encuentran tanto en una persona laica como en una religiosa. No son incompatibles. Hay una cierta utilización torticera del lenguaje en todo esto y mucho en el sentido peyorativo, cuando la auténtica realidad es que si a algo le rinde pleitesía la sociedad es al consumismo y al petróleo".
Este mismo argumento también viene a la cabeza de Herrero: "El crecimiento económico sí que se ha convertido en una religión. La sociedad occidental y en el proceso de la globalización, la finalidad que ha adquirido casi tintes religiosos es la obtención de beneficios económicos a costa de casi todo"
Lo curioso del debate es que, con contadas excepciones, las grandes religiones no han prestado apenas atención a la ecología. "Es llamativo, pero no hay una postura oficial contundente", apunta Miguel Ferrer. "Para la religión católica la familia parece estar mucho más en riesgo que el propio planeta". Puede que a partir de ahora esto cambie. En un hecho sin precedentes, durante el tradicional mensaje de Navidad, pronunciado desde el balcón central de la basílica de San Pedro del Vaticano, el papa Ratzinger hizo una discreta alusión al problema del cambio climático. Dijo: "En el mundo crece cada vez más el número de emigrantes, refugiados y deportados, también por causa de frecuentes calamidades naturales, como consecuencia a veces de preocupantes desequilibrios ambientales".
Preocupantes desequilibrios ambientales. Toda una novedad dentro de los habituales discursos papales. Como también lo es el hecho de que el Vaticano haya decidido plantar un bosque en Hungría para compensar o neutralizar sus emisiones de CO2, al igual que muchas grandes empresas. Tanto unos como otros, ¿lo hacen movidos por un sentimiento auténtico de respeto al planeta o como una forma de publicidad?
Juan Negrillo insiste en que, aunque no se puede confundir ecología con religión, tampoco se debe dejar de lado el trasfondo filosófico que subyace detrás de los cambios que deberíamos afrontar para frenar el calentamiento del planeta. Para apoyar su argumento, Negrillo pone de ejemplo un relato que tiene toques de fábula: "Un día, un científico del Panel Intergubernamental del Cambio Climático (formado por más de 2.000 expertos) me contó una historia que me parece que viene muy al caso. Me dijo que cuando el panel empezó a reunirse, hace ya unos 20 años, había en el grupo un anciano científico japonés que en una de las reuniones intervino y dijo 'los científicos hemos constatado que existe un problema de emisiones, pero no lo podemos resolver. Puesto que el CO2 lo producen las máquinas, tendremos que llamar a los ingenieros. Estos, a su vez, dirán que existe la tecnología necesaria para solucionar el problema, pero que cuesta dinero, así que se llamará a los economistas. Los economistas harán sus cálculos y dirán que, para conseguirlo, habrá que cambiar nuestro actual modelo social basado en el transporte, el derroche energético... así que se llamará a los sociólogos. Éstos, a su vez, dirán que es un problema de escala de valores que ellos no pueden resolver, así que se acudirá a los filósofos para que nos digan qué valores deberíamos poner nuestro empeño e interés".
Muchos de los puntos que anunciaba este anciano sabio se han ido cumpliendo. Los ingenieros llevan años estudiando alternativas. En 2006, el economista Nicholas Stern calculó el impacto del calentamiento global sobre la economía mundial. Que nuestro modelo social falla, ya lo hemos asumido. Puede que le esté llegando al turno a los cuestionamientos filosóficos, y de ahí que ecología y espiritualidad parezcan ahora más cerca que nunca.
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