Antes de Watson y Crick

Experimento de Griffith

En 1953 Watson y Crick propusieron el modelo de estructura del DNA y esto les llevo a recibir el Premio Nobel, sin embargo otros investigadores habían sido muy importantes en este descubrimiento.

En 1928, Frederick Griffith realizó un experimento con ratones y neumococos (bacterias) que sirvió para que posteriormente Oswald T. Avery en 1944, junto con su colaborador Maclyn McCarty, obtuviese evidencias de que el ADN es el material que forma los genes y los cromosomas. Anteriormente se creía que eran la proteínas las portadoras de los genes.

Los neumococos son bacterias que cuando no tienen cápsula, crecen en el laboratorio, formando colonias con superficie rugosa; si tienen esa envoltura su apariencia se torna lisa, y estas bacterias son capaces de provocar la infección y muerte de ratones. Esto era lo que sucedía cuando se inyectaban estas bacterias vivas a los ratones. Por el contrario, las cepas rugosas no eran virulentas y no provocaban la muerte de los ratones. Griffith  descubrió que al inyectar a ratones con pequeñas dosis de neumococos no infecciosos junto con grandes cantidades de neumococos infecciosos pero «muertos» por calentamiento, los animales no sólo mueren de neumonía sino que muestran en su sangre bacterias con cápsula y vivas.  Es decir, en estas condiciones experimentales el neumococo no infeccioso adquiere la información para sintetizar la cápsula en el cuerpo del ratón y, con ella, la capacidad de producir enfermedad.

Griffith pensó que había “algo” que transformó las cepas rugosas (R) en lisas (S). Cuando Avery leyó los resultados de Griffith se interesó en identificar este agente transformador. Para ello usaron detergentes para descomponer las células lisas muertas por calor creando una rompiendo las membranas celulares y obteniendo el contenido de las bacterias y con este extracto realizaron ensayos de transformación, obteniendo la transformación de rugosas en lisas. Es decir, el agente transformante estaba en algún componente del extracto.

Experimento de Avery

Probaron cada uno de los componentes y comprobaron que los extractos sin proteínas seguía trasformando, por lo que el agente o principio trasformador no eran las  proteínas. Cuando probaron con el lisado que contenía DNA obtuvieron la transformación, y cuando el DNA se rompía por calor comprobaron que no había transformación. Con ello demostraron en 1944 que el DNA era el material que se intercambiaba entre las bacterias.

En 1952 los investigadores americanos Alfred Hershey y Martha Chase realizaron una serie de experimentos que resultaron claves para demostrar que el DNA era el portador del material genético ya que entonces se discutía si era el DNA o las proteínas. En sus experimentos utilizaron virus que infectan bacterias, los denominados bacteriófagos. Ellos conocían que los bacteriófagos se reproducen en el interior de las bacterias y que sólo una parte del bacteriófago entraba en la bacteria para multiplicarse, y que por tanto, en esa porción que entraba debía estar la información genética. ¿Era DNA o proteínas el material que entraba y contenía la información?

Experimento de Hershey y Chase

Para comprobar dónde se encontraba la información genética marcaron a unos bacteriófagos con ³⁵S (azufre radiactivo, para marcar las proteínas) y a otros con ³²P (fósforo radiactivo, para marcar el DNA). Infectaron con ellos a dos poblaciones de bacterias. Los bacteriófagos se unieron a las bacterias  y después de eliminarlos mediante agitación, centrifugaron las células. En las bacterias infectadas con los bacteriófagos marcados con ³⁵S  no se obtenía radiactividad, pero sí en las bacterias infectadas con bacteriófagos marcados con ³²P, lo que indicaba que el material vírico que había entrado para reproducirse, y por tanto responsable de la información genética, era el DNA y no las proteínas.

Entre 1952 y 1953, Rosalind E. Franklin, que era especialista en el estudio de las estructuras biológicas mediante la utilización de la difracción de rayos X, trabajaba junto a otro investigador, M. Wilkins, en la utilización de estas técnicas de imagen para conocer la estructura del DNA. La relación con su compañero era muy competitiva y cuando obtuvo la imagen de difracción de rayos X del DNA (a partir de la que dedujo que eran dos cadenas y comenzó a medir las distancias de las hélices) sin su conocimiento, Wilkins enseñó la imagen a Watson y Crick, que rápidamente fueron capaces de imaginar la estructura química del DNA que ellos conocían con aquella fotografía. Lo que posibilitó que poco después publicasen su artículo con la estructura tridimensional del DNA. Franklin había muerto de cáncer poco antes sin saber que su estudio había sido clave para desentrañar la estructura interna del DNA.  En su cuaderno había escrito antes: la estructura del DNA está compuesta por dos cadenas.

Tomografía axial computerizada-TAC

El escáner de Tomografía Axial Computerizada, TAC, empezó a utilizarse clínicamente en 1972 y  consiste en una exploración que combina un escáner de rayos X especial con ordenadores y programas informáticos complejos que permiten realizar múltiples imágenes o visualizaciones del interior del cuerpo. En este examen no pasa un único haz de rayos X a través del cuerpo (como en una radiografía normal), sino muchos haces simultáneos desde diferentes ángulos, que son analizados con ayuda de un ordenador para combinar las diferentes imágenes del área que requiere el análisis en una sola. Luego, estas imágenes transversales pueden examinarse en un monitor de ordenador, imprimirse o transferirse a un sistema de almacenamiento de datos. Esta téncia permite obtener imágenes de cualquier parte del cuerpo con gran detalle.

Las exploraciones TAC de los órganos internos, huesos, tejidos blandos o vasos sanguíneos dan mayor claridad y revelan mayores detalles que los exámenes convencionales de rayos X. Para ver mejor las imágenes, a veces se utiliza contraste que se puede pinchar por la vena o tomarse por la boca.

Mediante el uso de este equipo y la interpretación de las imágenes que se obtiene a partir de las exploraciones por TAC del cuerpo, los radiólogos pueden diagnosticar afecciones con más facilidad, por ejemplo, cáncer, enfermedades cardiovasculares, enfermedades infecciosas, así como trastornos musculares, esqueléticos y traumatismos.

La máquina del TAC parece un túnel, con una camilla en la parte central donde se coloca el paciente. Hay que estar quieto mientras dura el examen para que las imágenes sean de buena calidad. Suele tardar sólo unos minutos en hacerse pero, en algunas ocasiones, puede prolongarse hasta media hora. Los técnicos que hacen la prueba están en la habitación de al lado, le ven a través de un cristal y puede comunicarse con ellos si es necesario.

La Diabetes

Actuación de la insulina

La diabetes es una enfermedad causada por un incremento en la cantidad de glucosa en la sangre provocada por alteraciones en la cantidad de insulina que produce el páncreas o porque disminuye su efectividad.

La insulina es una hormona producida en el páncreas por las células beta que forman los islotes de Langerhans. La insulina es una proteína que fue secuenciada por el científico F. Sanger, Premio Nobel de Química en 1958.

lugares de síntesis de la insulina

Cuando nos alimentamos, los alimentos son digeridos en el estómago y se descomponen en sus componentes más sencillos, que son absorbidos en el intestino delgado y pasan a la sangre para ser utilizados por nuestras células y obtener energía. La glucosa es la fuente de energía para el cuerpo y la insulina actúa permitiendo que todos los tejidos del cuerpo absorban, almacenen y utilicen la glucosa, es decir,  permite que la glucosa sea transportada al interior de las células, de modo que éstas produzcan energía o almacenen la glucosa hasta que su utilización sea necesaria.

Las personas con diabetes presentan hiperglucemia, debido a que su cuerpo no puede movilizar el azúcar hasta las células para almacenarse como energía. Esto puede deberse a que el páncreas no produce suficiente insulina o que las células no responden de manera normal a la insulina. Hay varios tipos de diabetes:

estructura molecular de la insulina

    Diabetes tipo 1: puede ocurrir a cualquier edad, sobre todo en los niños, los adolescentes o adultos jóvenes. En esta enfermedad, el cuerpo no produce o produce poca insulina y se necesitan inyecciones diarias de esta hormona. La causa exacta se desconoce.

   Diabetes tipo 2: corresponde a la mayoría de los casos de diabetes. Generalmente se presenta en la edad adulta, aunque ahora se está diagnosticando en adolescentes y adultos jóvenes debido a las altas tasas de obesidad. Muchas personas con este tipo de diabetes no saben que padecen esta enfermedad.

    Diabetes gestacional : es el azúcar alto en la sangre que se presenta en cualquier momento durante el embarazo en una mujer que no tiene diabetes.

Los niveles altos de azúcar en la sangre pueden causar alteraciones como ver borroso, tener mucha sed y hambre, pérdida de peso, irritabilidad, cansancio y orinar mucho, también hace que las heridas tarden más en cicatrizar. A largo plazo afecta causa problemas en el sistema circulatorio..

Para su diagnóstico se realizan análisis de sangre en ayunas, si los niveles de glucosa son superiores a  126 mg/dL se considera que la persona es diabética.

La insulina que se utiliza para tratar a los pacientes antes se obtenía de caballos y cerdos, muy parecida a la humana, pero ahora y gracias a la ingeniería genética se obtiene insulina humana producida por animales. Esta enfermedad no se elimina sino que su tratamiento es para toda la vida.

Donar órganos es dar vida

    La donación de órganos consiste en extraer órganos y tejidos sanos de una persona para trasplantarlos a otras. Esta operación es compleja y requiere de tratamientos inmunosupresores (fármacos que disminuyen las defensas de la persona receptora para que no rechace el órgano) para disminuir las posibilidades de rechazo, además de tener que ser compatibles. Los órganos que se pueden donar son:

    Órganos internos: riñones, corazón, hígado, páncreas, intestinos, pulmones

    Piel

    Hueso y médula ósea

    Córnea

   La mayoría de las donaciones de órganos y tejido ocurre cuando el donante fallece, pero algunos pueden realizarse por donantes vivos, actualmente es bastante frecuente la donación entre familiares directos ya que de esta forma aumentan las posibilidades de compatibilidad y disminuye el rechazo, y también comienza a producirse autotrasplantes.

    También se están realizando investigaciones para la utilización de animales como donantes de órganos para las personas, se denominan xenotrasplantes. El animal que parece ser el más idóneo es el cerdo, ya que sus órganos son anatómica y fisiológicamente muy  parecidos a los humanos

    En España los donantes pueden ser personas de todas las edades y orígenes. Si es menor de 18 años, sus padres o su tutor deben autorizarlo a ser donante. Si es mayor de 18 años, puede indicar que desea ser donante firmando una tarjeta de donantes. Es muy importante que cualquier persona que quiera ser donante lo comunique a sus familiares, para que en caso de muerte por accidente pueda ser realizada la donación por sus familiares.

      La donación de órganos en España alcanza los niveles más altos a nivel mundial, siendo el país que tiene mayor porcentaje de donaciones. Según los datos del año 2009  en España se superaron los 1.600 donantes de órganos y se realizaron  4.000 trasplantes.

    La tasa de donación se sitúa en 34,3 donantes por millón de población. El 44,6% de los donantes tienen más de 60 años, el 64,3% ha fallecido por hemorragia cerebral, y sólo el 8,7% corresponde a personas fallecidas en accidentes de tráfico. Sin embargo, en 2011 el porcentaje de donación ha disminuido, entre las causas está el descenso de fallecidos por accidente de tráfico, accidente laboral y enfermedad cardiovascular, así como el aumento del rechazo familiar en un punto porcentual respecto al año anterior. A pesar de estos datos, España mantiene el liderazgo en materia de donación y trasplantes, que consiguió hace 19 años, muy por encima de los países de la Unión Europea y de Estados Unidos.

   En España los transplantes son gratuitos y está prohibida la venta/compra de órganos. Todo el sistema de transplantes está centralizado en la Organización Nacional de Trasplantes, que coordina tanto las donaciones como todos los medios necesarios para los trasplantes, Esta coordinación posibilita que en pocas horas desde que se ha producido la donación pueda ser realizado el trasplante del órgano a la persona receptora que puede encontrase en un hospital muy alejado. Esta organización coordina al hospital donde se realiza la extracción del órgano y aquel otro hospital donde se produce el trasplante, así como todo lo necesario para el rápido traslado de los órganos, generalmente realizado en helicóptero.

   En este proceso es muy importante la coordinación y rapidez de todo el personal implicado en la operación.

¿De qué mueren los españoles?

          Las principales causas de muerte en España son muy similares  a las que se observan en el resto de los países desarrollados. La principal causa de muerte son las enfermedades cardiovasculares, que representan el 33% del total de muertes. Estas enfermedades están muy relacionadas con los hábitos  alimenticios y de vida; así  la alimentación con productos ricos en grasas saturadas, gran cantidad de carbohidratos y exceso de calorías, consumo de alcohol, y gran cantidad de alimentos precocinados unidos a una actividad física reducida como consecuencia del sedentarismo, la utilización masiva de vehículos  para desplazarse y la disminución del trabajo físico hacen que aparezcan problemas de obesidad y que las alteraciones a nivel del sistema cardiovascular sean muy frecuentes. Una gran parte de la población padece como consecuencia de estos hábitos: hipertensión arterial y colesterol, auténticas bombas de relojería.

          La 2ª causa de mortalidad en España es el cáncer, 27%, que a pesar de los notables avances en el tratamiento que se han producido, y que han llevado a un incremento considerable en la tasa de supervivencia en algunos casos de cáncer, sigue siendo la enfermedad más temida. Es importante resaltar la influencia que en el desarrollo de esta enfermedad tienen determinados hábitos sociales, como el tabaco,que contribuye en gran medida al desarrollo de uno de los tipos de cáncer más agresivos, el que afecta a las vías respiratorias. El cáncer junto con las enfermedades cardiovasculares representan el 60% de la mortalidad por enfermedades.


          El resto de enfermedades, como las respiratorias con el 9%, y las infecciosas con el 5%, representan niveles mucho menores en cuanto a su incidencia. es muy importante resaltar como el SIDA se ha transformado en una enfermedad crónica, y ha dejado de ser  una enfermedad con alto índice de mortalidad entre los enfermos, a diferencia de lo que sucede en el tercer mundo, especialmente en África.

          Comparando estas causas de mortalidad en España con la de otros países, vemos como son muy similares a la de países desarrollados , como  EEUU y totalmente diferentes a las causas que podemos observar en los países subdesarrollados como por ejemplo Zimbabue, donde la principal causa de muerte con un 76% son las enfermedades infecciosas, mientras que las cardiovasculares y el cáncer representan en conjunto el 13%. Los países en vías de desarrollo, como la India, presentan tasas de mortalidad intermedias entre ambos extremos.


         El lugar de nacimiento, en muchos casos condiciona la causa de muerte.

“Todos los seres humanos nacen libres e iguales en dignidad y derechos…”

“Todos los seres humanos nacen libres e iguales en dignidad y derechos…”, sin embargo, un niño o una niña que nacen en país del Primer Mundo o Países Desarrollados tienen, desde antes incluso de su nacimiento, unas condiciones de vida muy diferentes a las que tendrán un niño o una niña nacidos en el Tercer Mundo o Países Subdesarrollados. Las condiciones en que van a nacer serán muy diferentes: mientras en el Primer Mundo todo el embarazo y el parto estarán controlados, lo que hace que los niños nazcan en mejores condiciones y disminuya mucho la mortalidad tanto de niños como de madres, en los países del Tercer Mundo nada de esto ocurre, las condiciones sanitarias y alimenticias son muy pobres y esto provoca un peor desarrollo durante el embarazo, existiendo una gran probabilidad de muerte durante el parte o en los días posteriores. Desde el principio de la vida hay ya fuertes diferencias.

El período de la infancia es también muy diferente, careciendo en el Tercer Mundo de un verdadero desarrollo infantil y produciéndose gran cantidad de muertes como consecuencia de la falta de alimentos, carencia de vacunas y medicamentos, enfermedades endémicas, condiciones sanitarias del hogar, falta de escolarización, etc. Los niños serán obligados a trabajar desde muy pequeños en condiciones casi de esclavitud, incluso pueden ser utilizados en las guerras. En el caso de las niñas, muy jóvenes serán casadas por sus familias, y mientras en el Primer Mundo una niña de la misma edad estaría estudiando en la escuela, en el Tercer Mundo ya estaría casada y con hijos, generalmente tienen uno o varios hijos antes de los 16 años.

En estas condiciones sanitarias tan deficientes las enfermedades infecciosas son muy abundantes, así el SIDA, la malaria, las enfermedades diarréicas, la tuberculosis, etc, son las mayores causas de mortalidad en estas sociedades donde no sólo escasean los alimentos sino también las medicinas necesarias para tratar las enfermedades, incluso las más comunes; además, aunque haya medicinas son difíciles de lograr, son caras y escasean, dando muchas veces origen al desarrollo de “mercados negros” en los que se trafica con ellas.

Por el contrario, en el Primer Mundo las medicinas están generalizadas, existen programas de vacunación y un buen sistema de prevención de enfermedades, además el sistema sanitario de estos países está muy desarrollado y toda la población tiene acceso a él. Consecuencia de estas desigualdades es la diferencia en la esperanza de vida: una mujer del Primer Mundo, en concreto de España, tiene una esperanza de vida al nacer de 83 años, por el contrario, una mujer del Tercer Mundo ve reducida su esperanza de vida a los 38 años y

¿Es justo? Creo que no, no podemos vivir en un Mundo que da la espalda a una gran parte de los habitantes de él, haciendo que no tengan la posibilidad de acceder a lo más básico como son los alimentos y las medicinas. Si vemos los artículos 1, 22 y 25 de la Declaración Universal de Derechos Humanos esta situación, podemos decir que, es ilegal ya que mientras reconocemos el derecho de todos los hombres a ser iguales y a la salud, por otro lado nos olvidamos de ellos y permitimos que millones mueran de hambre y enfermedades como el SIDA por falta de medicinas para su tratamiento, tal y como ocurre en el África Subsahariana, mientras esta enfermedad en los Países Desarrollados está mucho más controlada y ya ha empezado a ser considerado como una enfermedad crónica con la que se puede vivir. Mientras nosotros luchamos por la prevención de las enfermedades en una gran parte del Mundo se lucha por sobrevivir a las enfermedades sin apenas medicinas. Es necesario una mayor conciencia de todos para evitar esta situación.

Como recordatorio unos artículos de la Declaración Universal de Derechos Humanos:

Artículo 1

Todos los seres humanos nacen libres e iguales en dignidad y derechos y, dotados como están de razón y conciencia, deben comportarse fraternalmente los unos con los otros.

Artículo 22

Toda persona, como miembro de la sociedad, tiene derecho a la seguridad social, y a obtener, mediante el esfuerzo nacional y la cooperación internacional, habida cuenta de la organización y los recursos de cada Estado, la satisfacción de los derechos económicos, sociales y culturales, indispensables a su dignidad y al libre desarrollo de su personalidad.

Artículo 25

Toda persona tiene derecho a un nivel de vida adecuado que le asegure, así como a su familia, la salud y el bienestar, y en especial la alimentación, el vestido, la vivienda, la asistencia médica y los servicios sociales necesarios; tiene asimismo derecho a los seguros en caso de desempleo, enfermedad, invalidez, viudez, vejez u otros casos de pérdida de sus medios de subsistencia por circunstancias independientes de su voluntad.

La maternidad y la infancia tienen derecho a cuidados y asistencia especiales. Todos los niños, nacidos de matrimonio o fuera de matrimonio, tienen derecho a igual protección social.

microorganismos contra microorganismos: antibióticos

La palabra antibiótico significa “contra la vida”, y procede de las palabras griegas anti (contra) y bios (vida). El término fue propuesto por Waksman, descubridor de la estreptomicina, para definir sustancias dotadas de actividad antimicrobiana y extraídas de estructuras orgánicas vivientes. Son sustancias que a concentraciones bajas, inhiben el crecimiento o provocan la muerte de las bacterias. Desde la antigüedad el ser humano ha utilizado compuestos orgánicos para el tratamiento de enfermedades infecciosas, como el extracto de algunas plantas y hongos de algunos quesos. Pero podemos decir que es en el siglo XX cuando comienza el gran desarrollo de estos compuestos.

Los antibióticos pueden ser de dos tipos según su efecto: bacteriostaticos (las bacterias dejan de multiplicarse) o bactericidas (bacterias mueren). Para desempeñar estas funciones, los antibióticos deben ponerse en el contacto con las bacterias.

Su desarrollo comienza en 1900, cuando el bacteriólogo alemán Rudolf von Emmerich aisló una sustancia que podía destruir los microbios causantes del cólera y la difteria en un tubo de ensayo, pero no pudo aplicarlo al tratamiento de las enfermedades.

El momento clave en el desarrollo de los antibióticos es el descubrimiento accidental que el investigador inglés Alexander Fleming realizó en 1928 cuando descubrió que, en una de las placas de Petri sembradas con Staphylococcus aureus que se habían contaminado con otro hongo (Penicillium notatum) comprobó que las colonias bacterianas que se encontraban alrededor del hongo Penicillium eran transparentes, y esto era debido a que se había producido la muerte de las bacterias. Este proceso era debido a que Penicillium producía una sustancia que tiene efectos antibacterianos, la penicilina. Aunque Fleming publicó sus resultados en 1929, no fue hasta 1940 cuando Florey, Hartley y Chain lograron aislar la penicilina de los cultivos de Penicillium. El descubrimiento casi no tuvo repercusión porque apenas se podía producir suficiente cantidad de penicilina como para purificarla y utilizarla. Fue en 1941 cuando los químicos Florey y Heatley desarrollaron un método de purificación de la penicilina que permitió su síntesis y su comercialización. Su utilización a gran escala se produjo como consecuencia de la II Guerra Mundial, comenzando a aplicarse en 1943, y se demostró su gran importancia al actuar salvando numerosas vidas de heridos al impedir el desarrollo de las infecciones bacterianas en las heridas, lo que provocaba una gran mortandad. En 1945 Fleming, Florey y Chair recibieron el Premio Nobel por su descubrimiento (Heatley lo recibió en 1990).

En 1944, Selman Abraham Waksman, un biólogo norteamericano comenzó un programa de investigación cuyo objeto era aislar sustancias que más tarde llamaría antibióticos. Con unos pocos estudiantes graduados y de doctorado, Waksman desarrolló técnicas de análisis para gran variedad de suelos y materias orgánicas. Realizó cultivos y estudió si inhibían el crecimiento de colonias de bacterias patógenas. Sus investigaciones fueron en hongos actinomicetos, que eran los microorganismos que más conocía. En una década fueron aislados y caracterizados diez antibióticos, tres de los cuales tuvieron éxito en clínica: la actinomicina (Waksman y Woodruff, 1940), la estreptomicina (Schatz, Bugie y Waksman, 1944), y la neomicina (Waksman y Lechevalier, 1949).

La estreptomicina tuvo especial relevancia al ser un agente bacteriostático y bactericida selectivo, activo contra las bacterias grampositivas y gramnegativas. Esta nueva sustancia era efectiva para el tratamiento de la tuberculosis pulmonar. En este caso es llamativo el enfrentamiento entre sus descubridores por reivindicar el descubrimiento, y patente, lo que les enfrentó en un juicio donde se reconoció que los 3 eran los descubridores. Sin embargo, con posterioridad, el Premio Nobel sólo se le concedió a WaKsman.

A principios de 1970, durante el estudio de organismos de la tierra, en busca de inhibidores de la síntesis de peptidoglucano, se descubre el imipenem, que dio lugar a una nueva clase de antibióticos de amplio espectro, los carbapenémicos. Este descubrimiento supuso el desarrollo de los antibióticos betalactámicos.

En la actualidad, no sólo no se han conseguido erradicar completamente las enfermedades infecciosas, sino que muestran una tendencia emergente, entre otras cosas por la aparición de resistencias por parte de los microorganismos frente a los antibióticos. Por ello el descubrimiento de nuevos antibióticos, así como la creación de antibióticos semisintéticos o sintéticos sigue siendo de gran importancia.

Sin embargo, debido a la gran capacidad de mutación de las bacterias, constantemente aparecen nuevas cepas bacterianas resistentes a los antibióticos, por lo que es necesario el constante desarrollo de nuevos antibióticos para asegurar su eficacia. Por ello es importante resaltar que no se debe realizar un uso abusivo de los antibióticos, ya que con ello se potencia este efecto de aparición de resistencia en bacterias  y sobre todo no utilizarlos en las infecciones de origen vírico ya que frente a los virus son ineficaces.