¿Que son las placas solares y como funcionan?

La energía solar comienza con el sol. Las placas solares (también conocidas como paneles solares o “paneles fotovoltaicos “, se utilizan para convertir la luz del sol, que se compone de partículas de energía llamadas ”fotones“, en electricidad de manera que esta se pueda utilizar para alimentar cargas eléctricas.

Las placas solares se pueden utilizar para una amplia variedad de aplicaciones, incluyendo sistemas remotos de energía para cabinas, equipos de telecomunicaciones, teledetección y, por supuesto, para la producción de electricidad a través sistemas solares y comerciales de energía solar .

Cómo se originaron los paneles solares El desarrollo de la energía solar se remonta a más de 100 años. En los primeros días, la energía solar se utilizó principalmente para la producción de vapor que podía ser utilizada para impulsar la maquinaria. Pero no fue hasta el descubrimiento del ” efecto fotovoltaico ” de Edmond Becquerel que permitiría la conversión de energía solar en energía de consumo. El descubrimiento de Becquerel condujo entonces a la invención en 1893 por Charles Fritts de la primera célula solar genuina que se formó recubriendo hojas de selenio con una delgada capa de oro. Y desde este humilde comienzo surgiría el dispositivo que hoy conocemos como placa solar .

Russel Ohl, inventor estadounidense que trabaja para Bell Laboratories, patentó la primera célula solar de silicio del mundo en 1941. La invención de Ohl llevó a la producción del primer panel solar en 1954 por la misma compañía. Los paneles solares encontraron su primer uso principal en satélites espaciales. Para la mayoría de las personas, la primera placa solar en su vida probablemente fue la que llevaban las calculadoras desde la década de los 70.

Hoy en día, las placas solares y sistemas completos de paneles solares se utilizan para alimentar una amplia variedad de aplicaciones. Sí, las placas solares en forma de células solares se siguen utilizando en las calculadoras. Sin embargo, también se están utilizando para suministrar energía solar a casas enteras y edificios comerciales, como ocurre por ejemplo con sede de Google en California.

Cómo funcionan las placas solares
Las placas solares recogen la energía renovable limpia a partir de la luz del sol y convierten esa luz en la electricidad que puede entonces ser utilizada para proporcionar energía para cargas eléctricas. Los paneles solares están compuestos de varias células solares individuales que a su vez se componen de capas de silicio, fósforo (que proporciona la carga negativa) y boro (que proporciona la carga positiva).

Los paneles solares absorben los fotones y, al hacerlo, inician una corriente eléctrica. La energía resultante generada de los fotones que golpean la superficie del panel solar permite que los electrones sean llevados fuera de sus órbitas atómicas y lanzados en el campo eléctrico generado por las células solares que entonces tiran de estos electrones libres en una corriente direccional. Todo este proceso se conoce como el efecto fotovoltaico.

Cómo se aplica la energía solar en el hogar En una configuración bien conectada a la red, una matriz solar genera energía durante el día que se utiliza en la casa durante la noche y que se almacena de alguna manera en una batería.El arsenal solar envía la corriente directa (CC) de electricidad a través del regulador de la carga al banco de la batería. A continuación, se extrae la energía del banco de baterías al inversor, que convierte la corriente continua en corriente alterna (CA) que puede utilizarse para aparatos que no sean de corriente continua.

Asistido por un inversor, las matrices de paneles solares pueden dimensionarse para satisfacer los requisitos de carga eléctrica más exigentes. La corriente alterna se puede utilizar para alimentar cargas en hogares o edificios comerciales, vehículos recreativos y barcos, cabinas remotas, casas o hogares, el control remoto de tráfico, equipos de telecomunicaciones, control de flujo de petróleo y gas, y mucho más.

Ventajas de los paneles solares
Parece que todo son ventajas con respecto al uso de las placas solares, de manera que si tenéis oportunidad será bueno probarlas, aunque puede que se genere alguna desventaja de modo que nada mejor que enumerarlas a continuación. Comenzamos con las ventajas.

Ahorramos dinero Una de la primeras ventajas que podemos mencionar con respecto a la instalación y usos de placas solares es el hecho de que aunque la inversión para estas es cara, a la larga podemos ahorrar dinero.

Uuna vez que hayas pagado por los costos de la instalación inicial, la electricidad que produce para el resto de la vida útil del sistema, podría ser de 15-20 años dependiendo de la calidad del sistema, sin tener que pagar nada en facturas de la luz durante ese tiempo.

Fuente de energía renovable Entre todos los beneficios de las placas solares, lo más importante es que la energía solar es una fuente de energía verdaderamente renovable. Se puede aprovechar en todas las áreas del mundo y está disponible todos los días. No podemos quedarnos sin energía solar, a diferencia de otras fuentes de energía. La energía solar será accesible mientras tengamos el sol, por lo tanto la luz solar estará disponible para nosotros por lo menos 5 mil millones años que es cuando según científicos el sol va a morir.

Aplicaciones diversas La energía solar se puede utilizar para diversos propósitos. Puede generar electricidad ( fotovoltaica ) o calor ( solar térmica ). La energía solar puede utilizarse para producir electricidad en zonas sin acceso a la red de energía, para destilar agua en regiones con suministros limitados de agua potable y para satélites de energía en el espacio. La energía solar también se puede integrar en los materiales utilizados para los edificios.

Bajo coste de mantenimiento Los sistemas de energía solar generalmente no requieren mucho mantenimiento.Sólo necesitas mantenerlos relativamente limpios, por lo que la limpieza de un par de veces al año hará el trabajo. Los fabricantes de paneles solares más confiables dan 20-25 años de garantía. Además, como no hay partes móviles, no hay desgaste. El inversor suele ser la única parte que se necesita cambiar después de 5-10 años, ya que está trabajando continuamente para convertir la energía solar en electricidad ( PV solar ) y en calor (solar térmica). Por lo tanto, después de cubrir el costo inicial del sistema solar, puedes esperar muy poco gasto en mantenimiento y reparación de trabajo.

Desarrollo tecnológico La tecnología en la industria de energía solar está avanzando constantemente y las mejoras se intensificarán en el futuro. Las innovaciones en física cuántica y nanotecnología pueden potencialmente aumentar la eficacia de los paneles solares y duplicar, o incluso triplicar, la entrada eléctrica de los sistemas de energía solar.


Desventajas de los paneles solares

Costo El costo inicial de compra de un sistema solar es bastante alto. Aunque algunos gobiernos han introducido algunos esquemas para alentar la adopción de fuentes de energía renovables, a través de bonificaciones o subvenciones, todavía se tienen que cubrir los costos iniciales. Esto incluye el pago de las placas solares, inversor, baterías, cableado y todo lo necesario la instalación. Sin embargo, las tecnologías solares están en constante desarrollo, por lo que es seguro asumir que los precios bajarán en el futuro.

Dependientes del clima Aunque la energía solar se puede recoger durante días nublados y lluviosos, la eficiencia del sistema solar cae. Las placas solares dependen de la luz solar para recoger efectivamente la energía solar. Por lo tanto, algunos días nublados y lluviosos pueden tener un efecto notable en el sistema energético. También hay que tener en cuenta que la energía solar no se puede recoger durante la noche.

El almacenamiento de energía solar es caroLa energía solar tiene que usarse de inmediato, o puede almacenarse en baterías grandes. Estas baterías, usadas en sistemas solares fuera de la red, se pueden cargar durante el día para que la energía se utilice por la noche. Esta es una buena solución para el uso de energía solar durante todo el día, pero también es bastante caro. En la mayoría de los casos, es más inteligente usar la energía solar durante el día y tomar energía de la red durante la noche (sólo puede hacerlo si su sistema está conectado a la red). Por suerte nuestra demanda de energía es generalmente más alta durante el día por lo que podemos satisfacer la mayor parte de ella con energía solar.

Necesitamos mucho espacio Cuanta más electricidad se desee producir, más paneles solares se necesitarán porque quieres recoger la mayor cantidad de luz solar posible. Los paneles solares requieren un montón de espacio y algunos techos no son lo suficientemente grandes para adaptarse al número de paneles solares que nos gustaría tener. Una alternativa es instalar algunos de los paneles en nuestro jardín, pero necesitan tener acceso a la luz solar. De todos modos, si no tienes espacio para todos los paneles que quisieras, puede optar por colocar uno que sea un menor y así satisfacer algunas de tus necesidades de energía.

Asociación a la contaminación Aunque la contaminación relacionada con los sistemas de energía solar es mucho menor en comparación con otras fuentes de energía, la energía solar puede estar asociada con la contaminación. El transporte y la instalación de sistemas solares se han asociado con la emisión de gases de efecto invernadero.

También hay algunos materiales tóxicos y productos peligrosos utilizados durante el proceso de fabricación de la energía solar fotovoltaica, que puede afectar indirectamente al medio ambiente. Sin embargo, la energía solar contamina mucho menos que las otras fuentes de energía alternativas.

Aplicaciones de la energía generada por los paneles solares Las aplicaciones de la energía generada por los paneles solares son las mismas que podemos aplicar con cualquier otro tipo de energía. Tan sencillo como instalar elementos fotovoltaicos que acumulen la luz del sol, y un inversor que convierta esa energía en suministro para la red eléctrica. Tan sencillo como parece, mucho más eficiente que el actual sistema y, sobre todo, económico a rabiar.

En este caso, el inversor es el modelo de instalación que hay en el núcleo central. Obviamente, este inversor debe tener diversas protecciones ante los eventuales problemas de la red eléctrica. Tales como cortes de suministro, subidas de tensión o desfases en la red.



Pero claro, de poco sirve esto si la normativa legal no contempla este tipo de sistemas. Y es que sin una línea de ayuda de la Administración, al menos en la instalación de los elementos, es inviable contemplan esta alternativa. Ni mucho menos, sus aplicaciones de la energía generada por los paneles solares. Y es que el precio de kwh generado es superior al de otros generadores de energía.

Una vez situados, éstas son las aplicaciones de la energía generada por los paneles solares. Lo que realmente importa, empezando por la iluminación. Y es que lo primero que se nos viene a la cabeza en este caso, es el alumbrado público. Una iniciativa que supondría reducir costes a la Administración que lo aplique, y potenciar una mayor iluminación en carreteras, pequeños municipios o áreas de descanso.

Es más, algunos organismos ya lo utilizan en paradas de autobús, farolas o carteles publicitarios. Pero no van más allá. El groso de la iluminación se sigue haciendo por los cauces habituales y desfasados, generando mayor gasto y contaminación.


También se está usando en algunos faros marítimos y boyas, así como en balizas y señalética de pistas en aeropuertos. Siguiendo con el mundo transporte, algunas señales de tráfico ya incorporan luces led de alto poder lumínico, alimentadas por paneles solares. Las luces led, al tener un consumo mínimo, facilitan la labor de la instalación fotovoltaica.

Las últimas en sumarse a esta iniciativa han sido las rotondas, cuyas luces en bucle redondo, están alimentadas por paneles solares de luces led. Esta iniciativa ya ha evitado miles de accidentes, al verse la rotonda desde lejos, cosa que antes no ocurría. Mínima inversión, máximo beneficio: salvar vidas.

Ya en núcleos urbanos, algunos paneles que marcan la hora y la temperatura, también recurren a los paneles solares para su consumo de energía. Y no fallan ni hora ni temperatura.

Pero como no sólo de iluminación viven las aplicaciones de la energía generada por los paneles solares, también está la alternativa de las telecomunicaciones. En este caso, la telefonía móvil, pero también en los repetidores de radio y televisión. Las luces rojas que se ven en las montañas cuando vamos por carretera.


Y sin salir de la carretera, también los puestos de socorro de las mismas, llevan tiempo alimentados por esta energía renovable. Uno de los motivos es el ahorro de tener que tirar un cable hasta la zona de instalación. Es decir, mucho más económico que los de antaño.

Pero claro, también hay elementos no tan admirados por los conductores que se alimentan con paneles solares: es el caso de los radares. Y está claro que estos funcionan de maravilla.

Pero si hay una zona que se está beneficiando de la energía fotovoltaica, es el ámbito rural. Donde era imposible llevar electricidad, el sol llega a diario. Gracias a los inversores de onda senoidal, no sólo se podrán usar elementos de bajo consumo eléctrico, sino también electrodomésticos. Un avance histórico que está cambiando la vida en zonas rurales.

Eso sí, para ello hay que instalar un sistema que limita la energía y suministra la misma de forma inteligente para que a éste no le falte los días que hay menos sol.

Y sin salir del agro, la energía solar fotovoltaica ha llegado a la agricultura y la ganadería. Para empezar, con el uso aplicado a las bombas de agua que ahorran la instalación y el cableado en una zona no preparada para ello. Las granjas, de hecho, pueden estar a kilómetros de las líneas de distribución eléctrica, lo que dispara el coste de la instalación. Ahora, todo es más sencillo y rápido.

La energía solar La energía solar es la energía renovable que aprovecha la radiación electromagnética que llega del sol y la convierte en otro tipo de energía. Hoy en día, gracias a células fotovoltaicas, colectores térmicos o helióstatos, se puede acumular esta energía. El siguiente paso es transformarla en electricidad o energía térmica.

Su bajo nivel de contaminación y coste reducido la engloba entre las ya conocidas como energías limpias. Sin duda, imprescindibles para afrontar un cambio climático que amenaza con causar graves problemas a un planeta que ya está de por sí bastante castigado.

Electricidad a partir de energía solar La electricidad a partir de la energía solar puede conseguirse a través de varios procesos. El primero es el sistema termal, tan sencillo como que el sol, con el calor que desprende, convierte el agua en vapor. Este vapor es transformado en electricidad mediante unas turbinas especialmente diseñadas para esta labor.

Otro elemento que convierte la energía solar en electricidad es mediante el efecto fotoeléctrico, pero en este caso no se puede utilizar con elementos de gran consumo. Es más, su potencia se queda en un 30% de su máximo, por lo que se está trabajando en mejorar este rendimiento y aumentarlo sobremanera hasta rozar el 100%.

La electricidad a partir de energía solar es de las más económicas y poco contaminantes de las energías limpias. El problema es que sólo se puede acumular durante una parte del día. Es decir, cuando el sol está fuera. Además, aunque es económica de recoger, es complicada y algo cara de almacenar. De ahí que se sigan investigando cómo mejorar todo lo que rodea a esta renovable, para que no acabe siendo más cara que la electricidad convencional.

9 Hechos esenciales sobre el carbono

Puede ser brillante y difícil. Puede ser suave y escamosa. Puede parecer un balón de fútbol. El carbono es la columna vertebral de todos los seres vivos, y aún así podría causar el final de la vida en la Tierra tal como la conocemos. ¿Cómo puede un trozo de carbón y un diamante brillante estar compuesto del mismo material? Aquí hay ocho cosas que probablemente no sabía sobre el carbono.

1. ES LA "CINTA DE CONDUCTO DE LA VIDA". Está en todos los seres vivos, y en algunos muertos. "El agua puede ser el disolvente del universo", escribe Natalie Angier en su introducción clásica a la ciencia, The Canon, "pero el carbono es la cinta aislante de la vida". No solo es cinta adhesiva de carbono, es una cinta adhesiva. Se une átomos entre sí, formando humanos, animales, plantas y rocas. Si jugamos con eso, podemos convertirlo en plásticos, pinturas y todo tipo de productos químicos.

2. ES UNO DE LOS ELEMENTOS MÁS ABUNDANTES DEL UNIVERSO. Se encuentra justo en la parte superior de la tabla periódica, encajada entre el boro y el nitrógeno. Número atómico 6, signo químico C. Seis protones, seis neutrones, seis electrones. Es el cuarto elemento más abundante en el universo después del hidrógeno, el helio y el oxígeno, y el 15º en la corteza terrestre. Mientras se cree que sus primos más antiguos, el hidrógeno y el helio, se formaron durante el tumulto del Big Bang, se cree que el carbono proviene de una acumulación de partículas alfa en explosiones de supernova, un proceso llamado nucleosíntesis de supernova.

3. ES NOMBRADO DESPUÉS DE CARBÓN. Mientras que los humanos conocen el carbón como carbón y después de quemar hollín durante miles de años, fue Antoine Lavoisier quien, en 1772, demostró que en realidad era una entidad química única. Lavoisier usó un instrumento que enfocaba los rayos del Sol usando lentes que tenían un diámetro de alrededor de cuatro pies. Usó el aparato, llamado horno solar, para quemar un diamante en un frasco de vidrio. Al analizar el residuo encontrado en la jarra, pudo mostrar que el diamante estaba compuesto únicamente de carbono. Lavoisier lo mencionó por primera vez como un elemento en su libro de texto Traité Élémentaire de Chimie, publicado en 1789. El nombre carbono deriva del carbón francés o carbón.

4. LE GUSTA HACER ENLACES

Puede formar cuatro enlaces, lo que hace con muchos otros elementos, creando cientos de miles de compuestos, algunos de los cuales usamos a diario. (¡Plásticos! ¡Drogas! ¡Gasolina!) Más importante aún, esos enlaces son fuertes y flexibles.

5. CASI EL 20 POR CIENTO DE TU CUERPO ES CARBONO. May Nyman, profesor de química inorgánica en la Universidad Estatal de Oregon en Corvallis, Oregon, le dice a Mental Floss que el carbono tiene un alcance casi increíble. "Constituye todas las formas de vida, y en la cantidad de sustancias que produce, las grasas, los azúcares, hay una gran diversidad", dice. Forma cadenas y anillos, en un proceso que los químicos llaman catenation. Todos los seres vivos están construidos sobre una columna vertebral de carbono (con nitrógeno, hidrógeno, oxígeno y otros elementos). Así que los animales, las plantas, todas las células vivas y, por supuesto, los humanos son un producto de la cate nación. Nuestros cuerpos tienen un 18.5 por ciento de carbono, en peso.

Y sin embargo, también puede ser inorgánico, dice Nyman. Se combina con oxígeno y otras sustancias para formar grandes partes del mundo inanimado, como rocas y minerales.

6. DESCUBRIMOS DOS NUEVAS FORMAS DE TI ÚNICAMENTE RECIENTEMENTE.

El carbono se encuentra en cuatro formas principales: grafito, diamantes, fullerenos y grafeno. "La estructura controla las propiedades del carbono", dice Nyman. El grafito ( "la piedra de escribir" ) está formado por láminas de carbón conectadas flojamente formadas como alambre de gallinero. Dibujar algo en realidad solo está raspando capas de grafito en el papel. Los diamantes, por el contrario, están vinculados tridimensionalmente. Estos bonos excepcionalmente fuertes solo se pueden romper con una gran cantidad de energía. Debido a que los diamantes tienen muchos de estos enlaces, los convierte en la sustancia más dura de la Tierra.

Los fullerenos se descubrieron en 1985 cuando un grupo de científicos inyectó grafito con un láser y el gas de carbono resultante se condensó a moléculas esféricas previamente desconocidas con 60 y 70 átomos. Fueron nombrados en honor a Buckminster Fuller, el excéntrico inventor que creó cúpulas geodésicas con esta composición parecida a un balón de fútbol. Robert Curl, Harold Kroto y Richard Smalley ganaron el Premio Nobel de Química en 1996 por descubrir esta nueva forma de carbono.

El miembro más joven de la familia del carbono es el grafeno, encontrado por casualidad en 2004 por Andre Geim y Kostya Novoselov en una improvisada investigación. Los científicos usaron cinta adhesiva -sí, de verdad- para levantar hojas de carbón de un átomo de grosor de un trozo de grafito. El nuevo material es extremadamente delgado y fuerte. El resultado: el Premio Nobel de Física en 2010.

7. LOS DIAMANTES NO SE LLAMAN "HIELO" DEBIDO A SU APARIENCIA. Los diamantes se llaman "hielo" porque su capacidad para transportar el calor los hace fríos al tacto, no por su aspecto. Esto los hace ideales para usar como disipadores de calor en microchips. (Los diamantes sintéticos se usan principalmente.) De nuevo, entra en juego la estructura de celosía tridimensional de los diamantes. El calor se convierte en vibraciones reticulares, que son responsables de la muy alta conductividad térmica de los diamantes.

8. NOS AYUDA A DETERMINAR LA EDAD DE LOS ARTEFACTOS— Y ASI PROBAR QUE ALGUNOS DE ELLOS SON FALSOS. El científico estadounidense Willard F. Libby ganó el Premio Nobel de Química en 1960 por desarrollar un método para fechar reliquias mediante el análisis de la cantidad de una subespecie radiactiva de carbono contenida en ellas. La datación por radiocarbono o C14 mide la descomposición de una forma radiactiva de carbono, C14, que se acumula en los seres vivos. Se puede usar para objetos que tienen hasta 50,000 años de antigüedad. La datación por carbono ayuda a determinar la edad de Ötzi, el Hombre de Hielo, un cadáver de 5300 años hallado congelado en los Alpes. También estableció que la Mesa Redonda de Lancelot en la Catedral de Winchester se hizo cientos de años después de la supuesta Era Arturiana.

9. DEMASIADO ESTÁ CAMBIANDO NUESTRO MUNDO. El dióxido de carbono (CO2) es una parte importante de una manta gaseosa que se envuelve alrededor de nuestro planeta, lo que lo calienta lo suficiente como para mantener la vida. Pero la quema de combustibles fósiles, que se basan en una red troncal de carbono, libera más dióxido de carbono, que está directamente relacionado con el calentamiento global. Se han propuesto varias formas de eliminar y almacenar dióxido de carbono, incluida la bioenergía con captura y almacenamiento de carbono, que consiste en plantar grandes rodales de árboles, cosecharlos y quemarlos para crear electricidad y capturar el CO2 creado en el proceso y almacenarlo bajo tierra. . Sin embargo, otro enfoque que se está discutiendo es artificialmente hacer que los océanos sean más alcalinos para permitirles unir más CO2. Los bosques son sumideros de carbono naturales, porque los árboles capturan CO2 durante la fotosíntesis, pero la actividad humana en estos bosques contrarresta y supera cualquier ganancia de captura de CO2 que podamos obtener. En resumen, todavía no tenemos una solución para la superabundancia de C02 que hemos creado en la atmósfera.

Evidencia de como los dinosaurios se volvieron aves

En un nuevo estudio publicado en PNAS, Shuo Wang, de la Capital Normal University de Pekín y sus colegas estudiaron una serie de dinosaurios y fósiles de aves tempranas para ver la transición.

Encontraron que algunos dinosaurios evolucionaron para perder sus dientes a medida que crecían y les brotaba un pequeño pico. Con el tiempo, este proceso ocurrió antes en su desarrollo hasta que finalmente los animales emergieron de sus huevos con un pico completamente formado.

Los pájaros más antiguos tenían dientes similares a reptiles, como por ejemplo el Archaeopteryx del período Jurásico (hace 150 millones de años) y el Sapeornis del Cretácico (hace 125 millones de años). Pero otros pájaros tempranos habían perdido sus dientes, tales como Confuciusornis, también del cretácico temprano.

Las aves modernas carecen todos de dientes, excepto el hoatzin sudamericano, Opisthocomus, cuyas crías tienen un diente pequeño que usan para ayudarles a salir de su huevo, informa The Conversation.

Para saber exactamente cómo los picos reemplazaron a los dientes de dinosaurio, los investigadores tuvieron que mirar dentro de los huesos de la mandíbula de los animales. Los fósiles de huesos de dinosaurios no son simplemente moldes rocosos del hueso original, sino que casi siempre muestran toda la estructura interna. Una sección microscópica delgada de cualquier hueso de dinosaurio muestra todos los detalles de los canales internos de los vasos sanguíneos y los nervios, así como los hoyos donde las células que generan hueso se asentaban. Las secciones delgadas de los huesos fósiles de la mandíbula muestran los dientes con tanto detalle como en cualquier hueso moderno de la mandíbula.

Hoy en día, los huesos rara vez se cortan, y es mucho más común el uso de la tomografía computarizada (CT) de exploración para mirar dentro de los huesos sin dañarlos. Las tomografías computarizadas son una serie estrechamente espaciada de rayos X que permiten a los investigadores construir modelos tridimensionales detallados que muestran cada detalle fino dentro del hueso.

Wang y sus colegas observaron que el dinosaurio terópodo Limusaurus, que estaba estrechamente relacionado con los antepasados de las aves, y el pájaro temprano Sapeornis tenían dientes directamente al frente de las mandíbulas cuando eran jóvenes pero los perdieron a medida que crecieron.

Las exploraciones internas detalladas de los fósiles demostraron que el Limusaurus adulto no tenía dientes, pero que todavía tenía los casquillos de los dientes en sus mandíbulas inferiores, cerrados y formando un solo canal. En el adulto Sapeornis, había dientes en la parte posterior de la mandíbula, pero no en la parte frontal de la mandíbula.

A medida que los pájaros modernos se desarrollan dentro de sus huevos, la queratina del pico comienza a formarse en la punta del hocico y luego vuelve a crecer para cubrir las mandíbulas superiores e inferiores. Wang y sus colegas sostienen que los mecanismos que regulan el crecimiento del pico también suprimen la formación del diente. Esto es apoyado por estudios del gen BMP4 que muestran que controla ambas funciones en las aves modernas.

El uso de los fósiles para mostrar cómo los animales evolucionaron con el tiempo sugiere picos en algunos dinosaurios y parientes de aves originalmente expandido hacia atrás a medida que los animales crecieron y cerraduras dientes cerrados.

Eventualmente, este proceso ocurrió más temprano y más temprano en el ciclo de desarrollo hasta que las crías emergieron con picos y sin dientes. Hoy en día, el gen óseo BMP4 controla aspectos del crecimiento del pico y de la supresión de los dientes, y éstos podrían haber actuado tempranamente en la evolución de las aves.

Para obtener más pruebas, Wang y sus colegas observaron más ampliamente a los vertebrados que han perdido o reducido sus dientes a medida que evolucionaron, incluyendo algunos peces, ranas, pangolines, ballenas y las tortugas totalmente desdentadas. En todos los casos, los animales que habían perdido sus dientes estaban asociados con el reemplazo de los dientes por un pico de queratina.

Enzimas de Restricción

La clave de la transgénesis, la obtención de un organismo genéticamente modificado, está en extraer genes de interés de un organismo e introducirlos en otro, de modo de obtener un producto con características mejoradas. Pero ¿cómo se hace para "cortar" ADN de un organismo e insertarlo en otro? Los genetistas necesitaban herramientas para hacerlo, y así descubrieron las enzimas de restricción, las “tijeras moleculares” que cortan el ADN. De esta forma, es posible extraerlo del genoma de un organismo. También descubrieron las enzimas ligasas que "pegan" el fragmento de ADN aislado dentro del ADN del nuevo organismo. Ambos tipos de enzimas son esenciales en las técnicas de ingeniería genética. Las enzimas son proteínas que cumplen una función esencial en el metabolismo celular: son catalizadores biológicos (aceleradores de reacciones químicas) que hacen posible que las reacciones se lleven a cabo en un tiempo adaptado a las necesidades vitales del organismo. Entre sus características fundamentales se encuentra la de ser específicas, es decir que cada tipo de enzima actúa sobre un sustrato particular o una secuencia particular de una molécula, y no sobre otra. Esta especificidad enzimática resulta fundamental en la actividad de las enzimas de restricción que cortan secuencias particulares y determinadas del ADN.    Las enzimas de restricción Las enzimas de restricción son proteínas cuya función es cortar las hebras de ADN. Se podría decir que son “tijeras moleculares” que cortan ADN. Lo hacen en forma específica. Esto significa que cada enzima reconoce un sitio particular del ADN, es decir que reconoce una secuencia particular de nucleótidos. Esa secuencia específica para cada enzima se denomina “sitio de restricción”. Una vez que la enzima reconoce estos sitios, se posiciona sobre la molécula de ADN y corta dentro o en torno de esa secuencia. Acorde a como realizan el corte, las enzimas se pueden clasificar en: • Enzimas que generan “extremos romos” (parejos)  • Enzimas que generan “extremos cohesivos” (desparejos). Estos extremos “colgantes” de simple cadena pueden pegarse con otros extremos de cadena simple que tengan la secuencia complementaria. Las enzimas encargadas de unir los extremos de ambas cadenas se denominan ligasas.  Las enzimas de restricción reconocen secuencias de 4, 6 o más bases y cortan generando extremos romos o extremos cohesivos. Los extremos, generados en diferentes moléculas de ADN, pueden sellarse con la enzima ADN ligasa y generar así una molécula de ADN nueva, denominada recombinante. El origen de las enzimas de restricción Las enzimas de restricción, conocidas también como endonucleasas, sólo cortan el ADN si reconocen en su interior una secuencia específica de nucleótidos. Estas enzimas fueron descubiertas en microorganismos. De hecho, se encuentran sólo en organismos procariotas (bacterias). Por esto, se les dio una nomenclatura asociada al organismo de donde provienen. Por ejemplo, las enzimas de restricción que se descubrieron en la bacteria Escherichia coli se denominan Eco. Existen diferentes tipos de enzimas Eco que se diferencian en la secuencia que reconocen y cortan. Para diferenciarlas se les agregan letras y números romanos, por ejemplo: Eco RI (Eco “erre” “uno”). Así, el sitio de restricción para EcoRI es la secuencia GAATTC, como muestra la ilustración anterior. Una vez que la enzima encontró ese sitio en el ADN, se acerca a la hebra de ADN y realiza el corte entre la G y la A. Al investigar otras especies de bacterias se descubrieron cientos de enzimas de restricción distintas y cada una reconoce una región específica. Estas enzimas fueron descubiertas en la década del ’70 y hasta la fecha existen más de 250 enzimas de restricción. Se cree que la función natural de estas enzimas en las bacterias es protegerlas contra ADN de virus que podrían ingresar en sus células. De esta manera, la bacteria utiliza estas “tijeras moleculares” para cortar en pedacitos el ADN viral que la infecta. El ADN propio de la bacteria no se corta, pues lo tiene “protegido” contra sus propias enzimas de restricción. Usos de las enzimas de restricción Las enzimas de restricción tienen diferentes aplicaciones que son de gran importancia en investigaciones en biología molecular y en las técnicas que emplea la biotecnología moderna: 1. Hacer mapa de restricción de un plásmido o bacteriófago. El ADN se corta con varias enzimas de restricción, solas y en parejas, para determinar el número de sitios de corte y sus posiciones relativas en la molécula, el orden y la distancia entre ellos. 2. Fragmentar ADN para separación por electroforesis. Los fragmentos obtenidos después de la actuación de las distintas enzimas de restricción, se pueden separar por tamaños mediante la técnica de electroforesis y así estudiar los distintos fragmentos. Por ejemplo: para la técnica de Southern blotting o en las usadas para identificar polimorfismos de ADN en distintos individuos. 3. Generación de fragmentos para ser clonados en los vectores apropiados, y crear ADN recombinante. Se puede cortar una molécula de ADN con una enzima y, con el mismo tipo de enzima, cortar el fragmento de ADN de interés para clonar. Se unen con ligasas estas dos moléculas de ADN, generando así una molécula de ADN recombinante. Este vector recombinante puede usarse para transformar células que expresen el gen de interés clonado (si se usó un vector de expresión con el promotor adecuado) o puede usarse simplemente para tener clonado (“guardado”) ese fragmento de ADN de interés. Por ejemplo: para los proyectos de secuenciación de genomas

Gametogénesis

La gametogénesis es el proceso de formación de gametos (células sexuales haploides) a partir de células germinativas (células diploides) mediante procesos meióticos que se llevan a cabo en las gónadas (testículos en los machos, ovarios en las hembras y ovotestes en los hermafroditas). La gametogénesis masculina o espermatogénesis da lugar a los espermatozoides (gametos masculinos) y la gametogénesis femenina u ovogénesis da lugar a la formación de óvulos.

1.- Espermatogénesis: La espermiogénesis consta de las siguientes etapas:
a) Fase de proliferación o multiplicación. Cuando el organismo llega a la madurez sexual, las células germinales (2n) se multiplican activamente mediante mitosis y forman los espermatogonios (diploides).

b) Fase de crecimiento. Las espermatogonias aumentan de tamaño y se transforman en células más grandes, llamadas espermatocitos de primer orden (diploides).

c) Fase de maduración. Cada espermatocito de primer orden, mediante división reduccional (primera división meiótica),  da lugar a dos espermatocitos de segundo orden (haploides). Cada uno de éstos, mediante una división ocasional (segunda división meiótica), origina dos espermátidas (haploides).

d) Fase de espermiogénesis. Las espermátidas se transforman en espermatozoides.

2. Ovogénesis: En la ovogénesis podemos señalar las siguientes fases:
a) Fase de proliferación o multiplicación  La ovogénesis comienza con su proliferación, por mitosis en el ovario, durante el desarrollo prenatal, generando un enorme número de células, los ovogonios. (Diploides).

b) Crecimiento. También antes del nacimiento, estas experimentan crecimiento, con lo que se originan muchos ovocitos primarios. (Diploides).
c) Maduración. Cada uno de ellos inicia la primera división meiótica, pero detienen este proceso en la profase, de modo que una mujer nace con miles de ovocitos primarios detenidos en la profase de la primera división meiótica. Entre el nacimiento y la pubertad este proceso queda detenido. Al iniciarse la pubertad, un ovocito primario (para ser rigurosos, son varios, pero normalmente uno solo llega hasta el final del proceso) continúa con la primera división meiótica hasta terminarla, originando dos células haploides; una que se queda con casi todo el citoplasma, que es el enorme ovocito secundario, y otra que no es más que un medio para deshacerse de un núcleo que está sobrando, llamada primer corpúsculo polar o polocito, que ha de eliminarse. El ovocito secundario inicia la segunda división meiótica, pero no la termina, sino que es expulsado del ovario hacia el oviducto durante la ovulación, para que participe en la fecundación, cuando está metafase. Nótese que la estructura que participa en la fecundación es un ovocito secundario en metafase II. Su destino más probable es morir antes de veinticuatro horas y ser engullido por algún glóbulo blanco. Pero si llega a juntarse con el espermatozoide, este lo activará para poner fin a la segunda división meiótica, con lo que se originará un enorme ovulo fecundado y un diminuto segundo polocito. Además, la unión  con el esperma estimula el inicio de las primeras divisiones celulares del desarrollo embrionario.

El reinicio de la primera división meiótica por parte del ovocito primario en el ovario coincide con el inicio de la menstruación, con lo que la mujer puede saber que un ciclo está comenzando. La ovulación, en cambio, salvo raras excepciones, no va acompañada de ningún signo observable, por lo que, para la mayoría de las mujeres, pasa inadvertida.

La razón por la cual las divisiones meióticas de la ovogénesis no producen células del mismo tamaño sino una muy grande y otra muy chica, es que el objetivo de este proceso es generar un solo gameto que posea la mayor cantidad posible de material nutritivo, y no muchos gametos. Los polocitos se producen porque no hay otro medio para eliminar los núcleos que están sobrando.

El sexo afecta proceso del envejecimiento

Esta relación es especialmente pronunciada en los machos jóvenes.
Un equipo de investigadores de la Universidad Federal de Río Grande del Sur (Brasil) ha encontrado evidencias científicas de que la actividad sexual incide sobre el proceso del envejecimiento.

El estudio, publicado en la revista 'Biogerontology', se inscribe en la teoría del soma desechable. Este punto de vista científico entiende a la senescencia como el resultado de 'compromisos' que establece el organismo entre la longevidad y la reproducción temprana.

Compromiso bioquímico
Así, el esfuerzo que suponen las actividades reproductivas para el organismo constituyen un costo directo para la esperanza de vida. Es decir, mientras más recursos emplea el cuerpo para reproducirse, menos energía quedará disponible para la regeneración de tejidos y órganos.

El experimento se basó en 80 ratas macho de laboratorio. Los animales fueron separados en cuatro grupos, donde eran mantenidos con vida durante 3, 6, 12 y 24 meses, respectivamente. A su vez, cada grupo etario se dividió en dos subgrupos: en uno, los machos mantenían contacto sexual con hembras, mientras que en el otro los machos permanecieron aislados del sexo opuesto.

Daño celular

Luego, los tejidos orgánicos de cada grupo fueron analizados y comparados en base al índice de óxido-reducción ('redox') y el nivel de testosterona. De esta manera, los científicos lograron establecer una correlación entre el nivel de estrés oxidativo y el daño genético en los especímenes de cada grupo.

El estudio concluyó que los machos que tuvieron actividad sexual sufrieron un mayor nivel de estrés oxidativo y, consecuentemente, un mayor daño celular. Es más, el deterioro de los tejidos vinculado al apareamiento fue especialmente pronunciado en machos jóvenes.

Flor que reduce la te tensión, el colesterol y la diabetes

Enviado por Karla Gabriela Rojas Maqueda

Investigadores de la Universidad Miguel Hernández hallan propiedades medicinales en la flor de Jamaica

Un pionero estudio clínico con 31 pacientes que sufren obesidad refleja que los polifenoles de los pétalos de la flor de Jamaica (Hibiscus sabdariffa), muy extendida para embellecer parques y jardines públicos, reducen notablemente la tensión sanguínea, el colesterol y la diabetes.

Este resultado es la culminación del trabajo desarrollado durante tres años y medio por los biólogos moleculares María Herranz y Vicente Micol, del Instituto de Biología Molecular y Celular (IBMC) de la Universidad Miguel Hernández de Elche (Alicante), con financiación de los planes VALi+D y Prometeo de la Generalitat Valenciana y de CDTI del Ministerio de Economía y Competitividad.

Estos estudios se han realizado en colaboración con Jorge Joven y Carlos Villaverde, del Centre de Recerca Biomédica del Hospital Universitario de Sant Joan de Reus (Tarragona) y de Antonio Segura, de la Universidad de Granada.

Después de ensayos en modelos celulares y animales, se han tratado 31 pacientes hipertensos en dicho hospital con un índice de masa corporal de 31 (se considera obeso a partir de 30) en los que se ha observado que, tras un mes de tomar disueltos en agua entre 6 y 8 gramos diarios de extracto de Hibiscus sabdariffa, se mejoran los principales valores del cuadro patológico relacionado con la obesidad.

Micol, catedrático de Bioquímica y Biología Molecular de la universidad ilicitana, ha relatado a EFE que los resultados globales concluyen una disminución tanto de la tensión sanguínea sistólica (alta) como la diastólica (baja) en alrededor de un 20 y 10 por ciento, respectivamente.

También se produce una reducción significativa del colesterol, del 10 por ciento, de la hemoglobina glicosilada (marcador de diabéticos) en cerca del 25 por ciento y también de la frecuencia cardíaca.

Las pruebas clínicas concluyeron a principios de 2013 y los investigadores del IBMC se hallan ahora en fase de elaboración de un artículo científico para su envío y publicación en la revista internacional especializada en ciencia de los alimentos y nutrición molecular ("Molecular Nutrition and Food Research").

Micol (Lleida, 1963) ha explicado que esta flor -también llamada "roselle" o "karkadé"- se toma como bebida tradicional en algunos países tropicales africanos, como Senegal o Sudán, iberoamericanos (México y Panamá) y asiáticos (Tailandia y Malasia) por la creencia popular de que es beneficiosa para la salud, aunque hasta ahora no constaban trabajos clínicos contundentes en la literatura científica internacional.

Esta flor es muy utilizada en los jardines de ciudades y pueblos por su resistencia a las inclemencias del tiempo y por su belleza, al tener un cáliz con entre 4 y 5 grandes pétalos de un rojo intenso y unos llamativos estambres amarillos.

Sin embargo, lo que más llamó la atención de los científicos del IBMC es la capacidad de sus polifenoles contra las células grasas de los tejidos adiposos, algo que han probado con éxito en cultivos, en ratones de laboratorio y, más recientemente, en pacientes con un cuadro patológico de niveles anormales de glucosa, hipertensión, hígado graso, triglicéridos y colesterol.

Una empresa especializada en alimentos nutracéuticos e ingredientes para la alimentación funcional, la ilicitana Monteloeder SL, ha suscrito recientemente un convenio con el IBMC para fabricar industrialmente este producto, que los investigadores obtienen calentando a ebullición los pétalos y estambres después de molerlos, con una etapa posterior de enriquecimiento y secado.

El producto resultante podría añadirse a otros artículos alimenticios, como yogures o zumos, o disolverse en agua para su administración.

Micol ha resaltado que, además de comprobar las facultades del Hibiscus sabdariffa, este estudio ayuda a comprender los mecanismos que participan en las enfermedades asociadas a la obesidad, lo que puede facilitar posteriores aplicaciones farmacológicas.

Meiosis

Un mecanismo más complejo y perfecto de reproducción es la reproducción sexual que acontece en los organismos con diferenciación sexual y está mediada por células gaméticas haploides que se fusionan para formar un cigoto diploide. Como compensación, este mecanismo exige que células diploides que originan gametos, directamente o indirectamente después de una serie de divisiones mitóticas, lleven a cabo un tipo de división especial denominado meiosis.

La meiosis permite la reducción del número de cromosomas por medio de dos sucesivas divisiones celulares, denominadas primera y segunda divisiones meióticas; sólo una de ellas, la primera, es precedida de la duplicación de los cromosomas. Los cromosomas homólogos se aparean en la primera división de la meiosis y realizan un proceso de intercambio de material genético, denominado entrecruzamiento (crossingover), que tiene notable importancia en la evolución y variación genética de las especies que se reproducen sexualmente.

En la profase I, los cromosomas homólogos se aparean o sinapsan en toda su longitud, formando los llamados cromosomas bivalentes y luego intercambian porciones de su material en lo que constituye el punto de entrecruzamiento, el cual se manifiesta citológicamente por los llamados quiasmas.En la metafase I, los cromosomas bivalentes, después de haber llevado a cabo el entrecruzamiento, se colocan en el plano ecuatorial de la célula, orientando sus centrómeros hacia cada uno de los polos.

Durante la anafase I, los dos cromosomas de cada par se separan, dirigiéndose cada uno al polo celular correspondiente. Esta separación de los homólogos constituye la base física de la segregación de los alelos. 
En la telofase I se completa la primera división de meiosis, la cual es seguida por la meiosis II.
En la metafase II, los cromosomas se colocan en el plano ecuatorial de la célula y en la anafase II ocurre la división longitudinal del centrómero, completándose la migración hacia los polos en la telofase II.
Por consiguiente, cada una de las dos células obtenidas en la meiosis I originará a su vez otras dos, o sea, cuatro en total, cada una de ellas con un número simple o haploide de cromosomas en condiciones normales.

La meiosis cumple la función de producir gametos o células haploides (espermatozoides u óvulos) que no pueden vivir independientemente. Un espermatozoide se fusiona con un óvulo para producir una célula diploide, el óvulo fertilizado o cigoto, que mediante divisiones celulares mitóticas da origen a un nuevo organismo multicelular. Aunque los detalles varían mucho de un organismo a otro, hay tres características de la reproducción sexual en casi todos los eucariotas multicelulares:
1) Los organismos que participan en la reproducción sexual tienen células diploides con pares de cromosomas homólogos que se encuentran en el mismo estadio en su ciclo de vida.
2) Los cromosomas homólogos se separan mediante la meiosis, la cual produce células haploides (en animales estas células haploides son los gametos).
3) Los gametos se fusionan para formar una célula diploide o cigoto con una copia de cada cromosoma homólogo donado por cada progenitor. Esta fusión restablece los pares de cromosomas homólogos.
La clave para la reproducción sexual en las células eucarióticas es la meiosis, la producción de células haploides con cromosomas no pareados. La palabra meiosis proviene de una palabra griega que significa “disminuir”, pues disminuye el número de cromosomas a la mitad y cada célula hija recibe un miembro de cada par de cromosomas homólogos.

Curiosidades del Pico de las aves

Para las aves los picos son los instrumentos con los que capturan a su alimento y lo comen.

Si nos ponemos a observar su forma nos daremos cuenta de que tipo de dieta llevan. Los picos también son usados para acomodar las alas, limpiarlas y mantenerlas en buen estado. Algunas aves cuentan con picos especializados, que lo usan como sise tratara de herramientas, por ejemplo, un cincel.

¿Para que sirven los picos curvos?
Los picos curvos son ideales para atrapar a criaturas pequeñas que se encuentran en sus guaridas ubicadas en el barro blando de los estuarios. La punta de los picos del sarapico es muy sensible.





¿Por qué el pico del tucán es tan grande?
El color y el tamaño de los picos de las aves son muy importantes. Por ejemplo, a los tucanes les sirven para darse cuenta si hay otros tucanes que están en condiciones de aparearse. También sirve como medio para alcanzar los frutos y aunque llega a medir 19 cm. no es muy pesado, ya que está hecho de un material corneo muy liviano, reforzados con delgados puntas óseos.




¿Cómo come el flamenco?
El flamenco se alimenta metiendo el pico todo el tiempo bajo el agua. Con la lengua bombea agua y barro por medio de las láminas que tiene a cada lado del pico. Estas láminas, que tiene forma de peine, se encargan de filtrar y retener las algas y los camarones que luego el ave traga.




¿Cómo usa el pico las águilas calvas?
Las águilas y los halcones se ocupan de capturar sus presas con las garras. El pico ancho con el que cuentan le es muy necesario para arrancar las plumas de las aves o la piel de los mamíferos que cazan. Luego corta la carne en pedazos manejables. El águila calva se ocupa de desgarrar los peces que captura para alimentarse.




¿Qué ave pesca con lanza?
La anhinga utiliza el pico como si se tratara de una lanza. Las plumas que tienen absorben agua, lo que les permite hundirse, su cuelo alargado está adaptado para poder atacar, por este motivo, le resulta fácil pescar bajo el agua.




¿Por qué el pelicano tiene una gran bolsa en el pico?
El pelicano usa esa bolsa como si se tratase de una red de pescar. Cuando sobrevuela el océano el ave detecta el cardumen y se zambulle abriendo su pico. Como la bolsa es ancha puede recoger muchos peces y agua. El agua se elimina mas tarde filtrándola. El pelicano australiano cuenta con un pico más largo de todas las aves, mide aproximadamente 50 cm. de largo.




¿Por qué se limpian?
Limpiar y proteger las plumas les es muy útil a todas las aves. Por lo general usan las patas pero el pico también es muy útil, ya que con el alcanzan a casi todo el cuerpo. Las aves utilizan el pico para alisar las plumas y recubrirlas con una capa de aceite que hace que el agua resbale. Este aceite es producido por una glándula. El pico también le resulta útil para sacar pequeños parásitos como las garrapatas y los piojos, que chupan la sangre del ave.

Fases de la mitosis

La mitosis comprende cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase.
1.- Profase, en esta primera etapa, el material cromosómico llamado cromatina se condensa y aparece gradualmente como barras cortas y los cromosomas pueden comenzar a observarse con el microscopio.

Cada cromosoma consta de dos hebras llamadas cromátidas, las cuales se mantienen unidas por una parte llamada centrómero, poseen además, una zona externa llamada cinetocoro.

A medida que los cromosomas se hacen más visibles ocurren dos eventos dentro de la célula, la membrana del núcleo y una porción contenida en él llamada nucléolo se desintegran y aparece una nueva estructura tridimensional en forma de balón de futbol americano denominada huso mitótico. Consiste de microtúbulos que se extienden por la célula.
Las fibras del huso mitótico guían a los cromosomas en sus movimientos durante la mitosis.


2.- Metafase, es la segunda etapa de la mitosis durante la cual los pares de cromátidas se mueven hacia el centro o ecuador de la célula. Las cromátidas se disponen en una fila formando ángulos rectos con las fibras del huso mitótico. El centrómero de cada par de cromátidas se pega a una fibra del huso mitótico.


3.- Anafase, es la tercera etapa de la mitosis; al comienzo, el centrómero de cada par se divide y los cromosomas separados son jalados hacia los polos o extremos del huso mitótico por las fibras del huso que se han pegado al cinetocoro. 4.- Telofase es la última etapa de la mitosis, los cromosomas toman la forma de hilos, se alargan y quedan como estaban al comienzo de la profase.
El huso mitótico se rompe, reaparece el nucléolo y se forma una membrana nuclear alrededor de los cromosomas, los cuales pasan a un estado no condensado o cromatina.
En la telofase se forman dos núcleos hijos (cariocinesis) y el citoplasma también completa su división (citocinesis) mediante un plegamiento de la membrana que comienza desde la periferia en la parte media y progresa hacia el centro de la célula, de tal manera que finalmente se obtienen dos células hijas con igual dotación de cromosomas y citoplasma (división ecuatorial).
La mitosis asegura la distribución exacta y equitativa de los cromosomas en cada una de las células hijas, de modo que cada célula tenga exactamente el mismo número y tipo de cromosomas que las demás células de la misma especie. Esto garantiza que la información genética (juego de cromosomas) se distribuya exactamente en cada uno de los núcleos hijos, en donde cada célula tendrá toda la información genética para la totalidad de las características del organismo.

En los organismos pluricelulares, la división mitótica no solamente puede dar origen a nuevos individuos por reproducción vegetativa en plantas o por fragmentación en animales, sino que además, restituye las células muertas, sana heridas y en algunos casos, regenera tejidos dañados o perdidos del cuerpo. En organismos unicelulares, la mitosis es una forma de producir mucha progenie idéntica. Esto conlleva una variabilidad mínima, formando, por su capacidad de adaptabilidad, una ventaja en condiciones ambientales estables y una desventaja cuando estas condiciones cambian. Los organismos unicelulares se reproducen habitualmente mediante mitosis, así que las células hijas son exactamente iguales a la progenitora. En este mecanismo de reproducción no interviene el sexo, por lo que se denomina reproducción asexual. Otros tipos de reproducción asexual ocurren también en organismos unicelulares e incluso pueden darse en organismo superiores, como muchas plantas, en los que es un medio auxiliar de reproducción. Con una rama de un árbol se puede obtener un árbol entero idéntico genéticamente al original.

Mitosis

Cuando alguien se corte, la herida sana, cuando se siembra una semilla, crece una planta, un organismo unicelular que vive en un charco puede producir tantos descendientes, que el agua cambia de color en pocos días.

¿Qué cosa en común tienen esos sucesos?
En todos ellos las células se reproducen: las células producen nuevas células.
Todos los seres vivos estamos formados por células y las células provienen de otras células.

Las nuevas células se producen por un proceso llamado división celular; la división de una célula, forma nuevas células.
Cuando una célula se divide, se divide también el núcleo y el resto de ella, llamado citoplasma.

La célula que se divide se llama célula madre. Las células que se forman se llaman células hijas. Este tipo de división celular se llama mitosis.
La mitosis provee células nuevas para el crecimiento, para curar heridas y para reemplazar partes dañadas del cuerpo, todas estas células se llaman células somáticas; las células reproductivas (óvulo y espermatozoide) o células gaméticas se producen por otro tipo de división celular llamado meiosis.

Todas las células que poseen un núcleo definido por una membrana (células eucarióticas) tienen dentro de él a los cromosomas, los cuales contienen la información para el control de las actividades celulares.

Durante la división celular, los cromosomas pasan a las nuevas células que se forman.

Cada tipo de organismo está formado por células que contienen cierto número de cromosomas en pares.

Estos pares de cromosomas iguales se llaman homólogos y el número total de ellos se llama número diploide que se representa con el símbolo 2n, los humanos contamos con 23 pares de cromosomas homólogos.

Por ejemplo: Gato 38, Vaca 60, Perro 78, Mosca de la fruta 8, Mosca casera 12, Humano 46, Chimpancé 48, Cebolla 16, Pez dorado 94, Arroz 34.
Las células no crecen indefinidamente, cuando una célula llega a cierto tamaño, se divide por mitosis, la cual se describe en términos del movimiento de los cromosomas, los cuales se pueden ver con la ayuda de un microscopio.

Para que sea fácil su estudio, los científicos dividen a la mitosis en fases, sin embrago, la mitosis es una serie de eventos consecutivos.

¿Porque envejecemos?

Aunque nuestro sistema genético ha evolucionado para detectar formas especí­ficas de daños y activar la expresión de genes que ayudan en la reparación,es cierto que todaví­a dicha reparación no es completa o eficaz pues dependemos del funcionamiento de una enzima denominada Telomerasa. 

El envejecimiento es un proceso biológico que representa la acumulación de cambios que se van sucediendo en nuestras células y tejidos con el paso del tiempo. Como consecuencia a este avance, se produce un fallo progresivo de comunicación entre células, tejidos y órganos, lo que incrementa el riesgo de enfermedades y muerte.

Esta evolución ocurre de forma progresiva desde el nacimiento hasta la muerte pero no de forma uniforme, pues la velocidad puede ser diferente entre personas, a la vez que puede ser diferente en el tiempo (es decir, en determinadas épocas de nuestra vida y bajo diferentes circunstancias ambientales -por ejemplo causadas por estresores externos como sucesos laborales, familiares, enfermedades, etc.- este proceso puede sufrir un aumento de la velocidad temporal). Es por eso que, con el paso de los años, nos podemos encontrar personas que aunque tengan 60 años, aparentemente parezcan más “viejas” que otras. Por lo tanto, hay variables individuales que hacen que la edad cronológica y la edad funcional varí­en en cada individuo.

Uno de los procesos de deterioro celular y tisular es consecuencia del déficit en los mecanismos de mantenimiento y reparación, así­ como el daño producido por el estrés oxidativo. El fracaso de los mecanismos de supervivencia en resistir o adaptarse a este estrés y reparar y reemplazar las moléculas dañadas es otro de los factores que contribuye al avance del envejecimiento. Por lo tanto, nuestro estado de salud dependerá fundamentalmente del equilibrio entre la eliminación de las células dañadas ví­a apoptosis y la proliferación y recuperación de las células nuevas.

La clave de casi todo este proceso se encuentra en el papel que desempeña el ADN en dicho envejecimiento, en parte porque no siempre existen mecanismos de reaparición del ADN dañado. En este aspecto, las intervenciones que se puedan realizar, ya sea a nivel genético como farmacológico, para reducir el daño en el ADN (donde se encuentra toda la información genética y se determina la predisposición a padecer enfermedades), promover su reparación y optimizar la respuesta celular, prolongará la expectativa de vida sana y frenará el envejecimiento.

Los Telómeros

El biólogo y genetista estadounidense Hermann Joseph Muller fue el primero que observó en los extremos de los cromosomas de la mosca Drosofila, la existencia de una especie de funda, a la que acuñó el término “Telómero”. Los telómeros son las secuencias más importantes del ADN porque protegen los extremos finales de los cromosomas. Cuando los telómeros son muy cortos, las células no pueden dividirse más y se vuelven senescentes y mueren. Precisamente, estostelómeros cortos están asociados a la mayorí­a de enfermedades de envejecimiento prematuro. En cambio, los telómeros largos están vinculados a un envejecimiento saludable y a más longevidad.

Unos años más tarde, el doctor estadounidense Leonard Hayflick descubrió que el tejido proveniente de los pulmones parecí­a morir después de que las células se hubieran dividido unas 50 veces y estableció que, para la mayorí­a de las células humanas, el lí­mite era de unas 50-60 divisiones (lo que se conoce como el “Lí­mite de Hayflick”). Cada vez que una célula se divide, pierde parte de este telómero, así­ que llega un momento en que el telómero alcanza un tamaño crí­tico, lo que genera inestabilidad cromosómica, fusiones y pérdidas. Las células con dicha inestabilidad cromosómica tienen un aumento en la probabilidad de producir errores que conlleven cambios genéticos de importancia para el proceso de desarrollo neoplásico. Si por el contrario, se sufren fusiones y pérdidas, esto provoca una incapacidad para dividirse y para sobrevivir, dando lugar a la apoptosis, es decir, la muerte celular.

Además de la reducción natural de telómeros debido al proceso evolutivo (desde que nacemos hasta quemorimos) se ha demostrado que el estrés y los radicales libres también reducen los telómeros y, por lo tanto, acortan la longevidad celular.

La Telomerasa

La Telomerasa es una ribonucleoproteí­na que sintetiza las secuencias repetitivas de los telómeros, estabilizando así­ la longitud de los mismos y siendo responsable de la extensión y mantenimiento del telómero. La Telomerasa es una enzima que confiere longevidad a las células. Si activáramos la Telomerasa podrí­amos extender la vida de las células por encima del antes mencionado “Lí­mite de Hayflick”.

La mayor actividad telomerasa la tienen las células embrionarias, las células germinales masculinas (células reproductivas), los óvulos y el esperma. Los óvulos son inusuales pues no se dividen después del nacimiento, pero en el esperma se genera continuamente (por eso tiene actividad telomerasa) y sus telómeros nunca se vuelven cortos. Solo en células proliferativas de tejidos que necesitan una gran renovación, nos podremos encontrar una cierta actividad telomerasa. Algunas de estas células son:
Células madre hematopoyéticas: células somáticas especializadas que tienen una cierta actividad telomerasa y sus telómeros permanecen más largos que las células ordinarias somáticas (envejecen, solo que no tan rápido).
Linfocitos activados (sistema inmunitario)
Células basales de la epidermis
Endometrio proliferativo
Células de las criptas intestinales

Diagnóstico y tratamiento

La longitud de los telómeros y, en particular, el aumento de telómeros cortos, se ha propuesto como un biomarcador de envejecimiento y de estado de salud general. Este estudio actualmente lo están realizando Life Length y el laboratorio Canadiense Repeat Diagnostics, a través de varios laboratorios en España con los que han establecido acuerdos para la toma de muestras. Una amplia variedad de estudios muestran la asociación de los telómeros cortos con patologí­as relacionadas con la edad y el cáncer, así­ como con la vida útil y la mortalidad. Hoy es posible realizar una prueba para medir la longitud telomérica.

El interés de esta prueba va más allá del propio estudio del envejecimiento, pues aporta beneficios en campos como la oncologí­a, neurologí­a, enfermedades neurodegenerativas, cardiologí­a, infertilidad y para el desarrollo de productos en colaboración con departamentos de I+D (de cosmética, nutrición, farmacia, etc.).

En cuanto al tratamiento, se está investigando mucho en este sentido. En el mercado ya existe un complemento alimenticio, el TA65, que ha demostrado ser capaz de reparar los telómeros crí­ticamente cortos y dentro de unos meses se dará por finalizado un nuevo estudio con aproximadamente 100 pacientes voluntarios, sanos y mayores de 55 años, tratados con este complemento en diferentes dosis. Aunque se están llevando a cabo otros estudios, hoy todaví­a no se conocen otros tratamientos que puedan aplicarse en humanos.

Incógnitas de nuestro ADN (I)

Por María Emilia Beyer

Apenas entre el 1 y el 2% de nuestro material genético está compuesto por segmentos de ADN que tienen genes con los códigos necesarios para fabricar las proteínas que nos constituyen y nos permiten funcionar. El resto, se pensaba, es inservible: basura. Pero varias investigaciones han encontrado que no necesariamente es así y que es posible que nos aguarden muchas sorpresas.

En 2001 se estimaba que el genoma humano constaba de unos 100 000 genes, pero a medida que mejoraron las técnicas para identificar las secciones del genoma humano que tienen genes que codifican proteínas esta cifra cayó en picada. Hoy se estima que el número de genes para la especie humana apenas rebasa los 20 000.

Fantasías genómicasUno de los hallazgos más sorprendentes de la lectura o desciframiento de nuestra receta bioquímica es la escasez de genes. Hacia el 2001 se estimaba que el genoma humano constaba de unos 100 000 genes. Esta cifra surgió del paradigma “un gen, una proteína”, que consideraba que si los genes son códigos bioquímicos con instrucciones precisas para fabricar proteínas, y si los seres humanos tenemos aproximadamente 100 000 proteínas diferentes, entonces habría una correspondencia directa entre el número total de ambos elementos. Por eso resultó muy sorprendente encontrar en un conteo inicial que los seres humanos teníamos unos 30 000 genes.


Este número, sin embargo, estaba errado. La caída libre en el conteo continuó a medida que mejoraron las técnicas para identificar las secciones del genoma humano que tienen genes que codifican proteínas, y así, actualmente se estima que el número de genes para la especie humana apenas rebasa los 20 000. Este número es muy inferior al que se esperaba inicialmente, pero ¿por qué resultó tan asombroso? Si consideramos que los seres humanos somos los animales con mayor impacto en el planeta, capaces de reflexionar sobre nosotros mismos, construir arte y cultura o viajar al espacio, se podría soñar con una composición genómica inmensa y llena de complejidades, pero resulta que somos bastante parecidos al resto de los seres vivos. No parece que tengamos nada espectacular en nuestra receta bioquímica.

Se ha encontrado que el ADN de ciertos peces pulmonados es 40 veces más grande que el nuestro. Por su parte, la planta del maíz nos rebasa por varios miles de genes, y la mosca de la fruta tiene apenas 6 000 genes menos que nosotros. La diferencia en el conteo genómico entre el gusano Caenorhabditis elegans (de apenas 1 mm de largo) y nosotros es de unos cuantos cientos de genes.

La incredulidad inicial ante estas cifras no provino exclusivamente de la soberbia evolutiva que nos acompaña como especie. También se conocía la longitud de nuestra cadena de ADN, compuesta por 3 000 millones de nucleótidos. Haciendo cuentas, esta longitud de material genético daba un filamento tan largo, que dentro de una sola célula podíamos guardar aproximadamente dos metros de este tesoro biológico. Y si sumamos esos dos metros de ADN por cada célula del cuerpo humano, alcanzamos una longitud de cadena apabullante, que permitiría a la hebra de ADN salir de la Tierra y llegar a la Luna varias veces. ¿Cómo comprender entonces que esa cadena no tuviera inscrita una enorme cantidad de genes? Y la siguiente pregunta, todavía más enigmática: si ahí no teníamos tantos genes… ¿qué estaba alargando tanto la cadena, y ocupando tanto espacio?

Hoy sabemos que los genomas de los seres vivos vienen en tamaños que no están relacionados con la complejidad de estos últimos. En otras palabras, lo que vemos a nivel del individuo no corresponde necesariamente con el material genético que existe en el ambiente celular.

Las investigaciones sobre el genoma humano mostraron que apenas entre el 1 y el 2% de nuestro material genético está compuesto por segmentos de ADN que tienen genes con los códigos necesarios para fabricar proteínas. Estos segmentos reciben el nombre de exones o ADN codificante. El resto, que suma un inquietante 98% del material genético, corresponde a los intrones, cuya definición más simplista es que son los segmentos de ADN que no codifican para generar alguna proteína. En realidad, los intrones son mucho más versátiles, y no han sido tan sencillos de clasificar.

Al suponer que el ADN “útil” era solamente aquel con instrucciones para fabricar proteínas, los investigadores se enfrentaban al restante 98%, que resultaba un enigma evolutivo. A principios de los años 70, el biólogo evolucionista Susumu Ohno popularizó el término “ADN basura” para referirse a estos enormes segmentos de adeninas, timinas, citosinas y guaninas que al parecer, no servían para nada.

Inicialmente, Ohno inventó el término para designar a los pseudogenes, que son productos fallidos de la duplicación genética. Ya sea por mutaciones o por errores en el ensamblaje en la secuencia de nucleótidos, durante su duplicación el gen en cuestión queda incapacitado para codificar su proteína correspondiente, dando lugar así a una secuencia que se parece mucho al gen original, pero que no cumple ya con las funciones esperadas. El número de estos “accidentes” evolutivos no es menor: la lectura del genoma humano arrojó cerca de 20 000 de estos “esqueletos”, que siguen copiándose y aparecen en las cadenas de ADN de las generaciones siguientes. Para Ohno, esta dinámica de duplicar la “basura” carecía de sentido, y parecía una pérdida de energía evolutiva. Quienes opinaban como él, sugerían que estos segmentos no codificantes son un residuo evolutivo, un “estorbo bioquímico” que se ha quedado inmerso entre los sectores que sí son relevantes para la biología de la especie.

El mismo Francis Crick se expresó a favor de esta visión en 1980, cuando publicó en la revista Nature un artículo con el sugerente título “El ADN egoísta: el máximo parásito”. Por su parte, en el libro Genoma: la autobiografía de una especie en 23 capítulos, el divulgador de la ciencia Matt Ridley comparó el genoma humano con un libro que se escribe en 23 capítulos, que corresponden con los 23 pares de cromosomas que tenemos como especie. Ridley nos invita a imaginar que en cada capítulo se cuentan historias diferentes, es decir: en cada cromosoma se ubican genes determinados que manifiestan a nivel del organismo funciones distintas. Para Ridley, los segmentos no codificadores del ADN son como los anuncios en las revistas: puede que tengan alguna función, pero en conjunto interrumpen la lectura. Esto es, en cierto modo, lo que sucede dentro de las células eucariontes, como las nuestras.

El tamaño de la cadena de material genético tiene muchos segmentos que interrumpen la lectura entre los genes. En cambio, las células procariontes tienen una lectura más fluida; aunque son organismos unicelulares en apariencia muy simples, la lectura de su ADN resulta mucho más eficiente, pues su material genético “flota” en forma de anillo en el ambiente celular, y en éste se encuentran todos los genes de manera prácticamente continua. Utilizando la analogía de Ridley, en esas células hay poco espacio pero también pocos anuncios, por lo que la información se optimiza.