Frederick Sanger

<<Ha mort Frederick Sanger (19 de novembre de 2013) [1]. Al marge de ser l'únic científic guardonat en dues ocasions amb el premi Nobel de química, els seus treballs han permès desenvolupar maneres eficients per obtenir la informació que hi ha a les proteïnes i a l'ADN. Ha estat també l'exemple d'una vida dedicada a la ciència que ell creia important en cada moment. Malgrat haver estat una persona modesta, la seva influència és profunda en la ciència actual.

És possible que la vida de Fred Sanger sigui ben diferent dels estàndards actuals de la ciència. Procedia d'una família de creences quàqueres i, malgrat que es declarava agnòstic, aquesta religió el devia haver influït, per exemple en la seva actitud pacifista durant la segona guerra mundial. Va estudiar i treballar pràcticament durant tota la seva vida a Cambridge, on ha mort. Allà s'hi ha construït un dels principals centres de genòmica d'Europa, el Sanger Institute.

La feina de Sanger ha estat dedicada a desenvolupar mètodes per determinar la informació que contenen les grans molècules biològiques: proteïnes, ARN i ADN. Es tracta de molècules lineals formades per combinacions de 20 elements (els aminoàcids en el cas de les proteïnes) o de quatre (els nucleòtids en el cas d'ARN i ADN) que formen el que en diem una seqüència. el seu primer premi Nobel, l'any 1958, li va ser atorgat per haver desxifrat la seqüència de la insulina humana.

Per algunes persones, ser guardonades amb un premi Nobel pot haver significat fins i tot el final de la carrera científica, però aquest no va ser el cas de Sanger. Va retornar al laboratori per trobar maneres de seqüenciar primer l'ARN i, sobretot, l'ADN. Així va desenvolupar un mètode molt ingeniós basat en l'ús de les propietats biològiques i químiques de l'ADN, pel qual l'any 1980 li van donar el segon premi Nobel de química. La seva tècnica es va acabar imposant perquè es pot automatitzar. Actualment fem servir sobretot altres mètodes, però "seqüenciar per Sanger" continua sent la manera més fiable per obtenir la informació que hi ha a l'ADN. Per a un home tant dedicat a la seva feina no hi pot haver un homenatge millor.>>

Autor: Pere Puigdomènech biòleg investigador del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) guardonat per la Confederació de Societats Científiques d'Espanya (COSCE) pels seus treballs de divulgació.

Article publicat: elPeriódico - dilluns 9 de desembre de 2013 (secció: l’ADN de la semana)

[1 = en català]

What's Up for December 2013

Avaluació i temari de CMC 2013-14

NASA Webb Telescope

1.- Feu una descripció d’aquest lloc web indicant: primer, a quin portal d’internet pertany; segon, quin és el tema central d’aquest gran portal; tercer, quina empresa de serveis a la xarxa hi ha darrere d’aquest portal; quart, com s’organitzen i s’estructuren els continguts que hi ha en aquest web (NASA Webb Telescope), i cinquè, qui són els autors d’aquest web.

2.- Fixeu-vos en aquesta fotografia i en les següents (hi ha unes fletxes o cursors a banda i banda de la imatge que permeten canviar) i expliqueu que estan fent els tècnics i els científics d’aquest projecte que apareixen en les imatges. Quina és la finalitat dels uniformes que vesteixen?

3.- Cerqueu i copieu una de les imatges on es pot veure un model del telescopi Webb a escala real, dels que es fan servir per a la divulgació i la promoció del projecte.

4.- Cerqueu a la xarxa: primer, el lloc web oficial de NASA Webb Telescope, i en segon lloc, dues pàgines de missions o projectes actuals de la NASA a Facebook.

5.- Escriviu un text breu explicant qui va ser James Webb.

What's Up for November 2013

Correcció de l'activitat d'interpretació d'una imatge

Interpretació d’una imatge: [10 p]

1.- Feu una descripció acurada:

És una galàxia espiral [0,5 p] en forma de disc [0,5 p] amb uns braços poc definits [0,5 p] com a conseqüència de la gran quantitat de nebuloses [0,5 p] que envolten les estrelles que hi ha. El centre o nucli de la galàxia té una forma esfèrica [0,5 p] i una concentració tan alta d’estrelles [0,5 p] que sembla ell sol, des de la distància que es va fer la fotografia, una única estrella. 

S’observen com a mínim tres tipus de nebuloses o núvols de gas i de pols interestel·lar: les que són més o menys lluminoses [0,5 p], les fosques [0,5 p] i les blavoses de la perifèria [0,5 p]. Per la disposició dels braços la rotació d’aquesta galàxia seria en el sentit contrari al moviment de les agulles del rellotge [0,5 p].

2.- Qüestions:

NGC 4414 es troba situada a la constel·lació de Coma Berenices, a una distància aproximada de 62 milions d'anys llum de la Terra [1 p]. Té un diàmetre d'aproximadament 28.000 anys-llum [0,5 p] i s’allunya de la Via Làctia a una velocitat d’uns 716 km/s [0,5 p] aproximadament.

Aquesta imatge va ser captada l’any 1995 pel Hubble Space Telescope i formava part del Projecte de determinació de distàncies entre galàxies (Key Project) [1 p].

Webs: 

https://ca.wikipedia.org/wiki/Telescopi_espacial_Hubble [1 p]

http://hubblesite.org/ [1 p]

What's Up for October 2013

What's Up for September 2013?

What's up August 2013: Perseids and a Comet ISON Update.

What's Up for July 2013?

Un acudit per acabar el curs...

Cèl·lules mare i regeneració de teixits

El fetge és un dels òrgans més grans del nostre cos i té una gran capacitat de recuperar-se de les lesions, dels accidents o de les intervencions quirúrgiques; si se’n perd una part per una de les dues darreres causes, aquest òrgan pot recuperar completament la mida i la funció sempre que una quarta part, més o menys, hagi quedat inalterada.
Malauradament, aquesta capacitat d’autoregeneració no existeix en altres parts del nostre cos. Mentre que un amfibi com la salamandra pot regenerar la seva cua perduda, un ésser humà no pot recuperar una cama amputada o renovar les seccions del cervell destruïdes per la malaltia d’Alzheimer.
Actualment la biologia i la medecina regeneratives estan fent aportacions que en el futur podran revolucionar els tractaments de les malalties cardíaques i els trastorns neurodegeneratius, resoldre la manca de donants d’òrgans vitals per als transplantaments i restaurar tendons i músculs fets malbé.
Els fonaments d’aquestes noves tècniques regeneratives consisteixen en oferir al cos del pacient proteïnes, fibres, cèl·lules, o bé clonar les cèl·lules ‘mare’ semiespecialitzades del pacient (cèl·lules ‘mare adultes’) i que tots aquests elements (molècules o macromolècules i cèl·lules) ajudin a l’organisme del pacient a recuperar el control perdut de les funcions i processos interns. En aquest sentit les cèl·lules ‘mare’ són cèl·lules progenitores que poden donar lloc a una gran varietat de teixits, depenent però de si es tracta de cèl·lules embrionàries (totipotents) o adultes (unipotents).
Des de fa algunes dècades per exemple, sabem que un cor adult renova les seves cèl·lules durant tota la vida, encara que el procés de renovació és limitat si es compara amb la pell o el budell prim. Avui sabem que cada any es regenera un 1% o més dels 4 o 5 mil milions (Mm) de cèl·lules musculars (també conegudes com a fibres del miocardi) i s’ha comprovat que aquestes s’originen per la multiplicació de les cèl·lules madures de les cèl·lules ‘mare’ del cor.
Les cèl·lules ‘mare’ del cor reparen l’òrgan a poc a poc; així, després d’un infart de miocardi, maduren cap a noves cèl·lules cardíaques i, a la vegada, estimulen la divisió cel·lular de les ja existents. No obstant, tot aquest procés natural d’autoregeneració tissular només dura uns vuit o deu dies i és insuficient per a la substitució dels més de Mm de cèl·lules perdudes en l’infart. A més, la zona de l’infart s’inflama i s’hi forma un nou teixit cicatritzador amb moltes fibres de col·lagen que dificulta la regeneració de les cèl·lules musculars.
Les recerques mèdiques actuals van en la direcció de subministrar al cor malalt grans dosis de les seves pròpies cèl·lules reparadores; però la majoria d’elles es moren al cap de pocs dies. Malgrat tot, abans de morir, segreguen proteïnes que estimulen la divisió de les cèl·lules sanes i enzims que trenquen les fibres de col·lagen del teixit cicatritzador deixant espais per a les noves cèl·lules musculars. Caldrà trobar la manera d’eliminar les cicatrius després dels infarts i substituir-les per teixit muscular nou perquè, finalment, els tractaments amb cèl·lules ‘mare’ pròpies siguin realment eficients per als pacients amb insuficiències cardíaques.

(font: textos adaptats de la Revista Investigación y Ciencia de Juny de 2013)

What's Up for June 2013?

El genoma de l'avet roig

La cursa pels genomes està arribant al límit. Un d’ells, el dels genomes complicats, acaba de superar una nova barrera amb la publicació del genoma de l’avet roig (Picea abies). Els arbres de la familia de les coníferes com els pins o els avets tenen genomes que estan entre els més complexos que es coneixen.

El treball, que ha estat publicat per la revista Nature, està encapçalat per grups de recerca suecs, encara que hi ha col·laborat grups del Canadà i un investigador de dos preciosos jardins nostres, el Botànic de València i el Mar i Murtra de Blanes.

A Suècia fa temps que van decidir apostar per les noves tecnologies genòmiques en l’estudi dels arbres que poblen els seus boscos. Són part del paisatge suec i una riquesa important que exploten en forma de pasta de paper, fusta i mobles. Si grups nord-americans van passar al davant en el genoma del pollancre, ara els suecs són els primers en l’avet roig.

El treball ha requerit un esforç important. Aquestes espècies tenen genomes enormes, més de 10 vegades més grans que el genoma humà, però tenen un nombre semblant de gens que altres espècies de plantes que tenen genomes 100 cops més petits. Han trobat que entre els gens hi ha grans regions de fragments d’ADN que es repeteixen i multipliquen. Potser aquestes espècies no tenen manera d’eliminar-los, perquè és difícil pensar que tinguin alguna funció.

Les coníferes van cobrir la superficie del planeta des de la seva aprició fa més de 300 milions d’anys, fins que les plantes amb flors i fruits van començar a aparèixer fa uns 130 milions d’anys i van competir amb elles. Ocupen encara grans regions del nord del planeta, estan entre les plantes que més temps viuen i són les més altes que hi ha. No entendríem els nostres paisatges sense els avets o sense el pi mediterrani. A més, la seva fusta és una font de riquesa en molts països. El seu genoma ens ajudarà a apreciar-los millor en tots els aspectes.

Autor: Pere Puigdomènech biòleg investigador del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) guardonat per la Confederació de Societats Científiques d'Espanya (COSCE) pels seus treballs de divulgació.

Article publicat: elPeriódico - dilluns 3 de juny de 2013 (secció: l’ADN de la semana)
Foto arxiu XV.

El genoma humà (i 2)

El Projecte Genoma Humà (PGH) (HGP, Human Genome Project) consisteix en la seqüenciació dels parells de bases nitrogenades (A-T, T-A, G-C i C-G) de l’ADN humà i identificar els 20.000 o 25.000 gens de la nostra espècie. El projecte, inicialment dotat amb uns 3.000 milions de dòlars, s’inicià l'any 1990 conjuntament pel Departament d'Energia i els Instituts de la Salut dels Estats Units, amb un termini previst de realització de 15 anys. Amb la col·laboració internacional i els avenços de la genòmica i la tecnologia informàtica van fer possible que se s'acabés un primer esborrany inicial del genoma humà cap allà l'any 2003, que va ser anunciat conjuntament pel president Bill Clinton i el primer ministre britànic Tony Blair el 26 de juny del 2003, dos anys abans del que estava previst. 

El coneixement de la seqüència completa del genoma humà és una eina fonamental per a la investigació i la recerca genètica i mèdica potenciant l'avenç en el coneixement de moltes malalties i en el desenvolupament de nous tractaments i de diagnòstics millors. No obstant, el coneixement de la seqüència del genoma, és a dir, del genotip complet és tan sols un primer pas per a la comprensió de la formació del l’organisme i de l’expressió dels gens. En conseqüència, avui encara, la ciència de la genòmica està encara bastant lluny de poder resoldre els problemes mèdics plantejats.

Per altra banda, aquests nous avenços estan comportant nous debats ètics, socials i jurídics que comencen a ser molt controvertits. Així per exemple, el coneixement del genoma humà podria facilitar la realització de pràctiques eugenèsiques, de selecció sistemàtica d'embrions, la discriminació laboral de persones a partir del seu genoma o en la subscripció de assegurances de vida, basada en la diferent predisposició a tenir determinades malalties. En molts països ja s’estan desplegant normes legislatives referents a l’aplicació del coneixement del genoma humà, que, per altra banda, no haurien de suposar un impediment a l'avenç del coneixement científic.

Qüestions:

1) Si el nostre genoma fos una col·lecció de llibres, quants volums el formarien?
2) Aproximadament quants símbols conté el text que formaria els ‘llibres’ de la qüestió anterior? Quantes classes de símbols hi ha? I, què representen aquests símbols?
3) Totes les cèl·lules del nostre organisme tenen el mateix genoma? Raoneu la resposta.
4) Si tenim en compte que el 99,9% dels gens que tenim els éssers humans són comuns a totes les persones, llavors, quants gens deuen ser responsables de la variabilitat intraespecífica, és a dir, de les diferències biològiques que hi ha entre les persones?
5) El cromosoma humà número 1 és el més gran, el que conté més gens; el cromosoma Y és el més petit. Quants gens contenen cadascun d’ells segons les dades actuals?

6) Fixa't en la imatge que hi ha continuació i fes una explicació del què representa. Tingues en compte que només un percentatge limitat dels gens que coneixem codifica la síntesi de proteïnes.

Fonts de la informació: Wikipedia (català - anglès - castellà)

Podeu descarregar-vos la correcció en format pdf des d'aquí!

Natural Sciences: activities 7 (Primer d'ESO)

Podeu descarregar-vos el document NaturalSciences7.pdf des d'aquí!

Secret Lives of Solar Flares

What's Up for May 2013?

El genoma humà (1)

Fig. 1: Representació gràfica dels cromosomes (cariotip) que contenen el genoma humà.

Fig. 2: Similitud genètica simplificada (homologia) entre els cromosomes humans i els d'un ratolí (quadrats de colors inferiors) -font: Nature-

Activitats:

-heu de contestar-les com a comentaris d'aquesta notícia i heu de fer ús de negretes i cursives-

1.- Doneu una ullada a les imatges d'aquesta entrada de bloc que ens presenta una 'metàfora visual' del genomà humà (Wellcome Collection). Expliqueu com hi estan representats els cromosomes, l'ADN i la informació genètica.
2.- Quan s'observen els cromosomes en el microscopi s'hi distingeixen bandes clares i fosques que es fan servir per a caracteritzar-los (fig. 1). En la fig. 2 els colors ens indiquen parts dels cromosomes humans que 'es corresponen' amb els cromosomes del ratolí (19 + X + Y). Indiqueu quin o quins cromosomes humans s'assemblen' més a algun cromosoma del ratolí; justifiqueu la resposta.
3.- Els cromosomes humans núm. 1 són els que contenen més gens. Ens quins cromosomes dels ratolins hi podem trobar els mateixos gens?
4.- Els mitocondris tenen l'equivalent a 'un petit cromosoma' propi: una macromolècula anular d'ADN. Cerqueu en aquest enllaç (Genomà humà) quants gens se suposa que hi ha en el 'genoma mitocondrial' i quantes còpies hi ha en cada mitocondri.

Premsa i ciència a la xarxa (1)

Dos exemples de llocs web de divulgació científica a la premsa: -feu clic en les imatges-

 

What's Up for April 2013?

Una breu història de l'espècie humana!

Foto: Avantpassats humans del Museu Nacional de la Ciència i la Tecnologia de Tòquio

Els éssers humans som el producte de molts accidents genètics. Malgrat que encara no és possible datar totes les mutacions que ens han anat fent, sí que podem construir un camí amb alguns dels esdeveniments importants:

1) Entre els 10 i els 15 milions d'anys enrere el gen RNF213 va mutar. És possible que llavors millorés el subministrament de sang al cervell d'un primat que, d'aquesta manera, haurien adquirit una mica més d'intel·ligència.

2) Fa uns 6 milions d'anys va viure el darrer avantpassat comú amb el ximpanzé.

3) Entre els 2,4 i 5,3 milions d'anys enrere hauria mutat el gen MYH16. Els músculs de les nostres mandíbules es van debilitar i això hauria permès l'expansió del crani i del cervell.

4) Els nostres avantpassats ja caminaven amb els peus fa uns 4,2 milions d'anys.

5) Entre els 2,5 i els 3,4 milions d'anys enrere el gen SRGAP2 es va duplicar dues vegades. Va augmentar la migració de les neurones a través del cervell quan s'està desenvolupant, cosa que hauria ajudat al desenvolupament de més connexions neuronals i, en conseqüència, s'hauria desenvolupat la nostra intel·ligència.

6) Fa uns 2,3 milions d'anys el gènere Homo es va separar de la línia Australopithecus dels homínids. Hi ha evidències que ja es feien servir les primeres eines.

7) Fa 230.000 anys les línies de Neardentals i de l'Homo sapiens es van separar. Ambdues línies però tenien la mateixa mutació en el gen FOXP2 que, pel que sembla, afavoreix una millor memòria per a la vocalització i la gramàtica, de manera que un avantpassat comú ja hauria tingut una comunicació avançada.

8) Des de fa uns 100.000 anys el gen AMY1 s'ha duplicat, augmentant així l'enzim amilasa de la saliva que ens ajuda a la digestió del midó. Aquest fet podria anar lligat a l'emergència de l'agricultura.

(Text adaptat i traduït de New Scientist, 9 de juny de 2012)

What's Up for March 2013?

LIFE a journey through time

Accedir al lloc web

What's Up for February 2013?

Les plaques litosfèriques (2) - CMC 1r Bat.

[Font de la imatge: NASA]

Primera activitat de la segona avaluació (2ª part) -anar a la 1ª part-

2.- Confecció de perfils de l'escorça fent ús dels gràfics que hi ha en aquesta notícia: 

• 2.1.- Primer perfil: [1] Illa del Coco (Costa Rica) - [2] San José (Costa Rica) - [3] San Juan (Puerto Rico) - [4] Arxipèlag de Cap Verd (Àfrica occidental) - [5] Llac Txad (Àfrica central) - [6] Ar-Riyad (Aràbia Saudita)
• 2.2.- Segon perfil: [1] Ar-Riyad (Aràbia Saudita) - [2] Mar d'Aral (Àsia central) - [3] Almaty (Kazakhstan) - [4] Ulan Bator (Mongòlia) - [5] Bombai (Índia) - [6] Illa Reunió (França - Est de Madagascar)
• 2.3.- Tercer perfil: [1] Illa Reunió (França - Est de Madagascar) - [2] Perth (Austràlia) - [3] Manila (Filipines) - [4] Honolulu (Hawaii) - [5] Illa de Pàsqua (Xile) - [7] Ciutat del Cap (Sud-Àfrica)

 Models de marges de plaques per a la confecció dels perfils:

I, finalment, un parell d'exemples: -perfils creuats per situar hipotèticament l'hipocentre del terratrèmol submarí que provocà el tsunami del dia 26 de desembre de 2004-

What's Up for January 2013?