O espazo e a esencia da célula nos premios Nobel

2006/11/01 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia | Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia | Rementeria Argote, Nagore - Elhuyar Zientziaren Komunikazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Sariak

Considéranse tres premios Nobel de ciencias: Fisiología ou Medicamento, Física e Química. O económico tamén ten moito que ver coa ciencia, sobre todo coas matemáticas. Este ano, por exemplo, Edward S. Foi concedida ao estadounidense Phelps por estudar a "compensación intertemporal na política macroeconómica".

Os científicos premiados noutras tres disciplinas son tamén estadounidenses. Pode ser casualidade, pero non é a única casualidade. Por exemplo, o galardoado en Química é fillo dun premio Nobel de Química. Neste caso, pódese dicir tranquilamente que "Que madeira, tal acha", xa que ademais de recoller a novela, ambas investigaron no mesmo campo.

Aínda que o pai e o fillo teñan una gran casualidade, non é una excepción. Outro cinco pais e fillos tamén o recibiron, e algúns pais e fillas, e catro matrimonios...

Deixando os asuntos familiares, hai outra casualidade reseñable: tanto a novela de Fisiología ou Medicamento como a de Química están relacionadas coa expresión dos xenes. Trátase, por tanto, de investigacións realizadas no núcleo da célula.

A de física concedeuse a unha investigación no espazo. Precisamente, o estudo de radiación de fondo obtivo o Premio Nobel de Física.

O silencio dos xenes no Premio Nobel de Fisiología ou Medicamento

Andrew Z. Fire e Craig C. Mello

"Por atopar interferencias de ARN, é dicir, como se silencian os xenes a través do ARN de dobre filamento"

Fire e Mello publicaron un traballo en 1998. No artigo explicouse como se degrada o ARN mensaxeiro (RNAm) dun xene determinado. Este mecanismo de degradación é moi importante na expresión dos xenes, o que provoca a desaparición da molécula de ARN. Por tanto, o xene correspondente se inactiva ou cala "", e a proteína que codifica o xene non se produce.

Este mecanismo de degradación denomínase interferencia de ARN, é dicir, bloqueo ou obstrución do ARN, e prodúcese cando as moléculas de RNAm aparecen dobradas na célula. Concedéuselles o premio Nobel por explicar como sucede este proceso.

A pegada que lles deu C. elegans

Fire e Mello utilizaron o verme Caenorhabditis elegans paira iluminar o mecanismo. Investigaban a expresión génica. A lombriga foi inxectada con RNAm correspondente a unha proteína do músculo e non experimentaron ningún cambio no movemento da lombriga. Despois inxectóuselle o ARN inverso a ese ARN e o mesmo: non pasou nada. Pola contra, a inxección conxunta dos dous ARNm permitiu detectar movementos estraños de lombriga. É o mesmo movemento que realizan as lombrigas con falta dun xene.

De aí deduciuse que a dobre cadea de RNAm ten a capacidade de bloquear o xene, polo que este estraño movemento explícase por que non se producía a proteína necesaria paira moverse con normalidade.

Os investigadores avanzaron e conseguiron explicar como sucede isto. De feito, demostraron que a dobre cadea de RNAm degrada o RNAm dunha soa cadea e propuxeron que a interferencia de ARN é un proceso catalítico. Actualmente o proceso denomínase ARN.

Novas oportunidades

A degradación do ARN prodúcese en plantas, animais e seres humanos. Este mecanismo é realmente importante xa que permite controlar a expresión dos xenes. É útil paira protexerse dos virus, sobre todo nos organismos máis simples, e tamén ten importancia no control dos fragmentos de ADN chamados trasposon.

Dando un paso máis aló, o ARN pode aplicarse á tecnoloxía xenética. Os investigadores conseguiron crear cadeas dobres de RNAm paira degradar certos RNAm e así silenciar o xene correspondente. No futuro esperan aplicar esta técnica tanto en Medicamento como en Agricultura.

Radiación de fondo paira o Premio Nobel de Física

John C. Mather e George F. Smoot

"Por descubrir que a radiación cósmica de fondo en microondas ten forma de corpo negro e é anisótropo"

O proxecto COBE (COsmic Background Explorer) naceu en 1974 en Estados Unidos. Tratábase de investigar a creación do universo desde un espazo amplo, sen que a atmosfera puidese molestar. Segundo a hipótese máis aceptada, o universo foi creado pola explosión de Big Bang, cuxa pegada permanece no espazo. Esta pegada é una radiación de fondo que actualmente é de tipo microondas. Mather e Smoot traballaron no proxecto do primeiro satélite que estudou radiación de fondo, o proxecto COBE.

O espectro de radiación de fondo foi construído previamente, en alta montaña ou utilizando balóns aerostáticos. Con todo, a atmosfera era un obstáculo e paira poder recibir un espectro limpo había que evitar a influencia da atmosfera terrestre. Por iso era tan necesario que un satélite recollese os datos.

Por tanto, o satélite debía ser lanzado ao espazo. Pero no camiño atoparon un gran obstáculo: En 1986 o transbordador Challenger atrasou as misións da NASA con transbordadores tras sufrir un accidente. En consecuencia, o futuro do proxecto COBE quedou en dúbida. Pero o equipo do proxecto non cesou --din que Mather fixera un traballo terrible -. Obtivo un foguete paira lanzar o satélite e foi lanzado en 1989.

O esforzo mereceu a pena. Ao nove minutos da posta no espazo da COBE buscábano, o espectro da radiación de fondo. Este espectro suscitou una enorme expectación, xa que era exactamente igual ao que emite un corpo negro e correspondíase coa teoría do Big Bang.

Imaxe da temperatura do universo

Tras o Big Bang, a temperatura do universo foi diminuíndo. A lonxitude de onda da radiación de fondo está relacionada con esta temperatura. Con todo, esta temperatura non é a mesma en todas partes do universo. Por iso, mediron a radiación de fondo en todas as direccións e formaron a imaxe do universo segundo a temperatura. Este estudo tamén achegou información sobre a creación de galaxias e estrelas.

A COBE recolleu con gran precisión a diferenza de radiación de fondo entre as direccións do universo. George Smoot foi o máximo responsable destas medicións e do equipo de medición.

Por tanto, Smoot e Mather recibirán o Premio Nobel de Física 2006 polo seu traballo en radiación de fondo co satélite COBE.

Premio Nobel de Química: Exposición RNA polimerasa

D. Roger Kornberg

"Pola investigación sobre a base molecular da transcrición eucariota"

Parece ser que na casa dos Kornberg existe una gran tradición na investigación da Xenética. O seu pai, Arthur, recibiu o Premio Nobel de Fisiología ou Medicamento en 1959 (xunto con Severo Oito) por investigar como o ADN se autocopia; este ano o seu fillo, Roger, recibirá o Premio Nobel de Química por unha investigación similar, por estudar como se produce a transcrición do ADN nos eucariotas.

Para que o traballo das dúas xeracións refírase ao mesmo tema, este debe ser moi importante e se o ADN é importante, xa que garda a información da vida. Nesta molécula está definida a forma de facer todas as proteínas que a célula debe sintetizar. As células de todos os seres vivos len a información do ADN, pero non todas o fan da mesma maneira.

Nos seres vivos máis simples, como as bacterias, o ADN está libre dentro da célula. Pero nos seres vivos complexos o ADN está encerrado nunha cápsula chamada núcleo. E non salgue de alí. Por tanto, a célula realiza una copia da información dentro do núcleo e esa copia salgue ao citoplasma da célula paira facer todo o necesario. É como ter una biblioteca especializada dentro da célula, non se poden sacar libros, pero si fotocopias na propia biblioteca.

Roger Kornberg investigou --en eucarioto- como se realiza a 'fotocopia' do ADN nestas células. O copiador é una proteína: RNA polimerasa. Le o ADN e forma una molécula como o ARN que contén esta información. Esta é a copia que sairá do núcleo e por iso chámase ARN mensaxeiro (RNAm).

En realidade, a molécula copiadora, o ARN polimerasa, era coñecida; tamén é utilizada por bacterias, aínda que sexa de forma diferente. Os biólogos franceses Monod, Lwoff e Jacob investigaron como e por iso recibiron o premio Nobel ou Fisiología en 1965.

Pero o funcionamento non era o mesmo nos eucariotas. O mérito de Roger Kornberg consistiu en idear un sistema de investigación desta diferenza baseado en células de fermentos. Obtivo resultados sorprendentes, entre os que se atopan fotografías detalladas do funcionamento da RNA polimerasa nos últimos anos.

Por todo este traballo, este ano farase entrega do Premio Nobel. Como lle deron ao seu pai. Todos os Kornberg estarán orgullosos.