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Rosalind Franklin (1920-1958) por Beatriz S. Méndez

Tapa de Time Magazine (1953) Rosalind Franlklin Visionary Scientist.

AutoraBeatriz S. Méndez
Departamento de Química Biológica. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Universidad de Buenos Aires. Buenos Aires, Argentina
bea@qb.fcen.uba.ar

Rosalind Franklin nació en Londres el 26 de julio de 1920. Hija de una familia culta y de muy buena posición económica tuvo una excelente educación familiar y escolar. En su hogar aprendió a pensar por sí misma y a defender sus ideas y convicciones. Tal vez, como se vio más adelante, esta actitud pudo ser perjudicial en esos tiempos.

Se educó en escuelas privadas de alto nivel distinguiéndose en ciencias, latín e idiomas extranjeros. Una anécdota, que ya perfilaba sus intereses científicos, se dio al obtener a los 15 años como premio escolar un libro de su elección. El elegido fue New Pathways in Science que trataba entre otros temas la teoría cuántica y energía sub atómica.

A los 18 años Rosalind entró en la Universidad de Cambridge para estudiar Ciencias Naturales. Allí por supuesto se destacó como estudiante y también participó en varias de las sociedades estudiantiles que poblaban Cambridge. Obtuvo su graduación luego de tres años de estudio, los últimos dos durante la segunda guerra mundial y recibió una beca de la Universidad que le permitió encarar su doctorado. El tema desarrollado fue a partir de su observación sobre la capacidad de los poros del carbón para permitir el pasaje de moléculas de determinado tamaño. Obtuvo su doctorado en 1945, a la par que produjo cinco publicaciones en revistas científicas. Estas tareas coincidieron con el fin de la guerra lo que le permitió mayor libertad para elegir temas para su etapa postdoctoral.

Distintos contactos en conferencias científicas la acercaron al equipo presidido por Jaques Mering que mediante difracción de rayos X estudiaba la estructura de sustancias amorfas, entre ellas el rayon. Fue así como en 1947 Rosalind se integró, como investigadora postdoctoral, a dicho equipo en el Laboratorio Central de Servicios Químicos del Estado en París y se convirtió en una consumada experta en el estudio de estructuras mediante difracción de rayos X. Analizó principalmente el proceso de transformación del carbón amorfo en grafito cristalino. La importancia de los estudios, además de las publicaciones, incluida una en Nature, tenía consecuencia social ya que en la época el carbón se usaba en la industria, en los hogares y en la confección de máscaras de protección para distintas actividades.

Aunque apreciaba el ambiente en Francia comprendió que debía retornar a su país y en enero de 1951 ingresó en el laboratorio de biofísica del King’s College en Londres. Dada su experiencia en difracción de rayos X, John Randall que dirigía la Unidad de Biofísica, decidió que aplicara dicha tecnología al estudio de la estructura de DNA y le asignó a Raymond Gosling, estudiante de doctorado, como su ayudante. En realidad ese trabajo ya había sido iniciado por Maurice Wilkins y Gosling pero con equipos poco avanzados. Como Randall no le comunicó a Wilkins su decisión, allí se estableció una tremenda fricción entre ambos científicos que empañó el logro que se alcanzaría con la dilucidación de la estructura. Aunque hubo más implicados en el tema, desde el principio conviene incluir a Randall quien pensaba que la competencia entre científicos hace adelantar la ciencia.

Rosalind, al poco tiempo de estar en el laboratorio descubrió el B DNA o sea la estructura que se obtiene en condiciones de alta humedad. En medios no acuosos se encuentra la forma A DNA. Un logro verdaderamente importante.

La estadía en King’s se hacía extremadamente incómoda por la relación entre Wilkins y Rosalind. Aumentada aún más por la presencia de James Watson que trataba de averiguar todos los datos de los estudios sobre DNA que ella y Gosling estaban realizando.

Watson no tenía una ocupación fija en Cambridge luego de su participación como estudiante en el grupo de los Fagos de la costa oeste norteamericana y estaba obsesionado por descubrir la estructura del DNA. Para ello contó con la colaboración de Francis Crick quien buscaba nuevos horizontes para sus investigaciones en la universidad. Tras escuchar la presentación de Rosalind sobre B DNA ambos decidieron poner manos a la obra en el análisis de la estructura. El primer experimento no fue exitoso ya que lograron una triple hélice dados sus escasos conocimientos de Química.

Por la molesta situación que había en King´s Franklin decidió partir hacia otro laboratorio, Birbeck College, pero un año antes de su partida mediante la mejora que había introducido en los métodos de difracción por rayos X obtuvo junto su becario Gosling la famosa foto 51 del B DNA, el 6 de mayo de 1952.




Esta es la histórica foto que reveló la estructura del DNA. Perfecta y hermosa fue objeto de culto y objeto del robo que empañó la gloria de su hallazgo (ver más adelante algunos entre muchos reconocimientos). Ver más


Revista QuímicaViva
ISSN 1666-7948 www.quimicaviva.qb.fcen.uba.arNúmero 3, año 19, Diciembre 2020 quimicaviva@qb.fcen.uba.ar

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Crónicas de Ingenios AzucarerosAutor: Andrés López Astudillo


Hacia el año de 1997 recibí mi título de Ingeniera Química (porque ya se había aceptado el hecho de que podíamos ser llamadas ingenieras y no ingenieros) y tuve la fortuna de empezar a trabajar en Cenicaña (Centro de Investigación de la caña de azúcar) bajo el cargo de “joven investigador”, figura creada por Conciencias para vincular profesionales recién egresados a empresas relacionadas con el área de investigación, las cuales servirían como semilleros de futuros investigadores.

Al ingresar a este centro de investigación me fue asignado un tutor, el cual era un Ingeniero Químico de aproximadamente 35 años que se había graduado de la Universidad de Santander y que toda su vida la había dedicado a realizar trabajos en el sector azucarero, era alto, delgado, cabello crespo negro y algo desgarbado, con un cierto aire de intelectual (por no decir de nerd), era una persona muy pasiva y definitivamente con mucho espíritu de investigador, su sueño era realizar un postgrado en el exterior con el fin de asegurar su permanencia en este sector, con él era con quien debería desarrollar mi trabajo principal (el cual se trataba de disminuir la pureza de las mieles finales del proceso azucarero, Anexo 1), y otros proyectos en los que estuvieran trabajando los ingenios de la región y para los cuales pidieran el apoyo de Cenicaña.

Entre esos ingenios se presentó uno, cuyo caso es muy particular. Era uno de los tres más pequeños del sector y su origen se remonta, como lo había mencionado inicialmente, a que surgió cuando dos familias se hicieron amigas y como sus haciendas quedaban vecinas y tenían grandes extensiones de tierra decidieron cultivar caña de azúcar y montar un trapiche para producción de panela, el negocio comenzó a dar frutos y entonces quisieron montar un ingenio para tener como producto principal el azúcar y utilizar las mieles para el funcionamiento del trapiche, pero debido a la reglamentación que salió, para proteger a los pequeños productores de panela, mediante la cual no se podían usar mieles del proceso azucarero, es decir de un ingenio, para la producción de panela, tuvieron que liquidar el trapiche y quedarse solo con el ingenio.

Lo que hacía particular este ingenio no eran sus orígenes, pues otros ingenios de la región surgieron de igual forma, sino que se caracterizaba por las personas y las políticas con las cuales se dirigía, tanto el Gerente como el sub-gerente (que a la vez es el Superintendente de Fábrica o lo que sería su equivalente el Director de Producción) tenían un carácter bastante hostil, por el cual, más que respetados, eran temidos tanto por sus subalternos como por las demás personas que debían realizar trabajos con ellos, pero al parecer esta situación no era solo actualmente, sino que se remontaba a sus orígenes, pues el anterior Superintendente, o sea uno de los fundadores y dueño de la mitad del negocio, era el padre del actual y tenía un carácter y una forma de tratar a las personas muy similar, o según decían, peor que éste.

El Gerente era descendiente de la otra familia fundadora del ingenio, era alto, robusto, escasos cabellos y un tono de voz grave, se caracterizaba porque casi nunca se le veía, llegaba a toda velocidad en su camioneta, salvándose a veces de arrollar a alguien, parqueaba su carro e inmediatamente se refugiaba en su oficina, hablaba muy poco con las personas y era un evento que visitara la fábrica. El Sub-Gerente por su parte era un hombre alto, muy delgado, de cabellos escasos y canosos, vestía unos jeans, una camisa manga corta y tenía una voz grave con un alto nivel autoritario (como es típico en los Superintendentes de los Ingenios). Ambos personajes fumaban de manera extrema, sobre todo en las reuniones a las cuales asistían, sin importar las personas que asistieran, y durante todo el tiempo tomaban grandes cantidades de café.

Cuando mi tutor se enteró que debíamos realizar un trabajo allá, me comentó lo difícil que era tratar con estas personas, especialmente con el sub-gerente, con quien tendríamos contacto directo, pues adicionalmente era una persona que no creía mucho en la investigación y mucho menos en los ingenieros químicos como lo éramos nosotros. Por otro lado, a nadie le gustaba emprender trabajos en este ingenio ya que sus pérdidas de azúcar eran bastante altas y tenía otros problemas que parecían imposibles de solucionar. La calidad de su azúcar no era muy buena como tampoco sus condiciones de limpieza ni había ninguna comodidad en sus instalaciones, pues pensaban que esto no daba ninguna rentabilidad o valor agregado al producto, aún no se manejaba el concepto de que el azúcar era un alimento y pensaban que las personas simplemente debían trabajar.

RNA Virus, Emergencia y Coronavirus Sandra M. Cordo

Clasificación según Baltimore

AutoresSandra M. Cordo
Departamento de Química Biológica, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, IQUIBICEN, CONICET, Buenos Aires, Argentina
scordo@qb.fcen.uba.ar

Generalidades de los RNA virus

La naturaleza del genoma de un virus y la estrategia para la síntesis del mRNA es la base de la “Clasificación Baltimore”. Esta clasificación es práctica y divide a los virus en 7 grupos según posean genoma a DNA o RNA, el sentido (o polaridad) de sus moléculas sea positivo o negativo y estas se presenten en simple o doble cadena. La clasificación no es taxonómica, aunque las categorías taxonómicas reconocidas por ICTV (International Committee on Taxonomy of Viruses), por ejemplo Familias, pueden acomodarse dentro de estos 7 grupos.

Los virus animales a RNA, entonces, comprenden los Grupos III, IV y V de esta clasificación (Figura 1). El Grupo III contiene los virus de RNA doble cadena a partir del cual son sintetizados los mRNA. En el Grupo IV se encuentran aquellos virus con RNA de sentido positivo capaz de funcionar directamente como mRNA. El Grupo V contiene los virus con RNA de sentido negativo a partir del cual deben sintetizar sus mRNAs. Algunas de las Familias virales de importancia sanitaria humana en cada Grupo pueden observarse en la Tabla 1.

Tabla I: Familias virales de importancia sanitaria humana con genoma RNA. Se muestran algunas de las familias de virus RNA más relevantes para la salud humana. Se mencionan el virus particular, su reservorio en la naturaleza y la enfermedad que produce en el humano.

En cualquier caso, un virus a RNA es un virus que utiliza la RNA polimerasa RNA dependiente (RdRp) para replicar o sintetizar su genoma. Esta polimerasa es siempre codificada por el genoma viral y en algunas Familias forma parte del virión, siendo una proteína estructural (Grupo V). Durante la replicación de los virus a RNA al menos tres tipos de RNA deben ser sintetizados: el genoma, la copia del genoma y los mensajeros. Algunas Familias de virus además sintetizan RNA subgenómicos, y en todos estos procesos se necesitará una RdRp.

Una característica saliente de los virus en general es su alta tasa de mutación. Durante el ciclo replicativo de un virus RNA la tasa es particularmente alta debido a la falta de actividad de corrección de la polimerasa viral en combinación con la naturaleza estructuralmente más flexible de las moléculas de RNA, en comparación con las de DNA. Por ejemplo, la tasa de mutación de un virus RNA se encuentra alrededor de 10-3 a 10-5 en comparación a los virus a DNA en el rango de 10-6 a 10-8 (Figura 2).

La implicancia de este fenómeno en el contexto del ambiente (viral) y sus fluctuaciones explica el proceso de “adaptación” o “evolución viral”. Los RNA virus pueden mutar y evolucionar rápidamente en contextos del estrés antiviral producidoporlacélula hospedadora, la respuesta inmune del organismo infectado y/o la exposición a tratamientos antivirales. De esta forma no sorprende que la mayoría de los nuevos virus emergentes pertenecen al grupo de RNA virus.

Tasa mutación en genomas virales
Figura 2: Tasa de mutación en genomas virales. Las tasas de mutación responden principalmente al tipo de molécula presente en el genoma viral. Los números se expresan como: mutación/sitio/ronda de replicación. La tasa de mutación de un virus RNA es de 1:1000 a 1:100000

Enfermedades y virus emergentes

Una enfermedad emergente es un término utilizado para describir la aparición de una infección previamente desconocida en una especie en particular, o una infección ya conocida pero que se presenta o expande en un nuevo huésped, nicho ecológico, o zona geográfica y a menudo estas características están acompañadas de un aumento importante en la patogenicidad. Ejemplos recientes de este fenómeno son: el cruce de influenza aviaria a humanos en el año 1995 (H5N1), la expansión del virus Ébola hacia África Occidental (2014) o la emergencia del virus Zika (originalmente conocido como una enfermedad febril en África Oriental) en zonas tan lejanas como Polinesia y Sudamérica. Más recientemente, por supuesto, la emergencia del coronavirus SARS en 2003 y 2019.

Familia Coronaviridae

Dentro del Grupo IV de la Clasificación Baltimore, la Familia Coronaviridae incluye 3 géneros con virus ampliamente distribuidos en huéspedes tan variados como el humano, mamíferos pequeños, aves y otros, causando infecciones tanto agudas como persistentes.

La mayoría de los coronavirus se transmiten a sus huéspedes susceptibles por la ruta respiratoria o fecal, siendo el sitio inicial de replicación las células epiteliales. Algunos coronavirus humanos (HCoV) y también porcinos replican principalmente en las células epiteliales respiratorias causando infecciones restringidas y sintomatologías localizadas. Otros coronavirus (como el bovino, felino, canino) infectan células epiteliales del tracto entérico, causando diarreas agudas y a veces fatales.Los coronavirus felinos en ocasiones pueden producir infecciones sistémicas causando una enfermedad generalizada y muerte. Los coronavirus porcinos que causan predominantemente infecciones entéricas localizadas son sin embargo también neurotrópicos. Los coronavirus SARS-CoV y MERS-CoV son causantes de las más severas de las infecciones conocidas por coronavirus humanos.SARS-CoV-2 parece ser menos virulento (3-4 % de mortalidad reportado por WorldHealth Organization) en comparación con el SARS-CoV (10 % de mortalidad) y el MERS-CoV (35 % de mortalidad), con la excepción de la infección de SARS-CoV-2 en los ancianos y en aquellos con otras enfermedades de base. Este virus Infecta las vías respiratorias altas y bajas causando injurias de moderadas a severas en pulmones. El virus también es detectado en otros órganos como riñón, hígado e intestino.

familia de los coronavirus
Figura 3: Ilustración de la familia de los coronavirus.

El coronavirus humano HCoV-229E (del género Alfacoronavirus), capaz de producir enfermedades leves, utilizan como receptor celular hAPN (por sus siglas en inglés Human-aminopeptidase N). Una característica distintiva de SARS-CoV (del género Betacoronavirus) es que infecta las células blanco por medio del receptor ACE2 (por sus siglas en inglés Angiotensin-Converting Enzyme 2). Esta molécula es una proteína ubicada en la membrana celular e involucrada en la regulación de la presión sanguínea y la función cardíaca. En humanos se expresa en células epiteliales de pulmón e intestino delgado los cuales son los blancos primarios de SARS-CoV. ACE2 también se expresa en otros órganos como el corazón y riñones. Estudios estructurales han demostrado que la mutación de solo 2 residuos aminoacídicos en la proteína de superficie del SARS-CoV permitió el salto de especie: de la civeta asiática al humano. Recientemente se ha demostrado que esta proteína también funciona como receptor para el nuevo SARS-CoV-2. Sin embargo, aún no hay una clara relación entre patogénesis y receptor. Un estudio publicado recientemente sugiere que variantes genéticas de la proteína ACE2 en las distintas etnias poblacionales podrían presentar distintos niveles de afinidad y reconocimiento con SARS-CoV-2; y así explicar la severidad de la enfermedad en los distintos continentes.

Los distintos coronavirus humanos (HCoV-OC43, HCoV-229E, HCoV-NL63 y HCoV-HKU1) causan hasta el 30% de infecciones leves del tracto superior respiratorio considerándose endémicos de poblaciones humanas, desde los años 60 cuando el primero de ellos fue identificado. La emergencia y re-emergencia de nuevos RNA virus y en particular dentro de esta familia (SARS-CoV, MERS-CoV) está siendo más frecuente de lo esperado. Las características altamente transmisibles y patógenas de estas nuevas emergencias ponen en evidencia la urgencia de comprender en mayor profundidad los factores que facilitan éste fenómeno y acelerar los estudios que permitan mitigar y prevenir las consecuencias de estas infecciones en la salud humana.

La intrincada estrategia de replicación de los Coronavirus.
Los coronavirus son virus envueltos de genoma no segmentado, es decir que la información genética se encuentra en una sola molécula de RNA. Esta única molécula de 26 Kb a 30 Kb de longitud es la más grande entre todos los virus de RNA, incluyendo aquellos cuyo genoma es segmentado. Sin embargo, la estrategia replicativa dista de ser sencilla y muestra características distintivas dentro del grupo. Todos sus miembros presentan una idéntica organización genómica que consta del gen de la replicasa rio arriba de los genes de las proteínas estructurales. El gen de la replicasa corresponde a dos tercios del total de la molécula y es el único que se traduce directamente del genoma, dando dos productos proteicos diferentes. Por un intrincado mecanismo de desplazamiento de los ribosomas celulares se traducen dos polipéptidos definidos pp1a (440–500 kDa) y pp1ab (740– 810 kDa). A partir de estos y por un proceso autoproteolítico se expresan las proteínas no estructurales (designadas nsp1 a nsp16) necesarias para formar el complejo replicasa-transcriptasa (RTC) y completar un ciclo de infección exitoso. Todos los eventos posteriores en la replicación de los coronavirus están determinados por la expresión inicial de la replicasa.

Referencias:
Brierley I, Digard P, Inglis SC (1989) Characterization of an eficient coronavirus ribosomal frameshifting signal: requirement for an RNA pseudo- knot. Cell 57:537–547.

Cao Yanan, Lin Li, Zhimin Feng, Shengqing Wan, Peide Huang, Xiaohui Sun, Fang Wen, Xuanlin Huang, Guang Ning &Weiqing Wang (2020) Comparative genetic analysis of the novel coronavirus (2019-nCoV/SARS-CoV-2) receptor ACE2 in different populations. Cell Discovery 6: 11,

Siobain D. (2018) “Why are RNA virus mutation rates so damn high?.” PLoS biology. doi:10.1371/journal.pbio.3000003

Knipe DM, Howley PM, editors (2013) Fields Virology (6th Edition). Philadelphia, USA: Lippincott Williams & Wilkins.

Guo YR, Cao QD, Hong ZS, Tan YY, Chen SD, Jin HJ, Tan KS, Wang DY, Yan Y (2020) The origin, transmission and clinical therapies on coronavirus disease 2019 (COVID-19) outbreak - an update on the status. Military Medical Research. 13;7(1):11. doi: 10.1186/s40779-020-00240-0.

Li F (2008) Structural analysis of major species barriers between humans and palm civets for severe acute respiratory syndrome coronavirus infections. Journal of Virology 82:6984–6991.

Li W, Zhang C, Sui J (2005) Receptor and viral determinants of SARS- coronavirus adaptation to human ACE2. EMBO Journal 24:1634–1643.

Li W, Moore MJ, Vasilieva N (2003) Angiotensin-converting enzyme 2 is a functional receptor for the SARS coronavirus. Nature 426: 450–454.

Masters PS (2006) The molecular biology of coronaviruses. Advances in Virus Research 66:193–292.

Wang-Shick, R (2017) Molecular Virology of Human Pathogenic Viruses. 1st. Edition. Academic Press, Elsevier. doi:10.1016/B978-0-12-800838-6.00016-3.

Cann, AJ (2016) Principles of Molecular Virology Sixth Edition. Academic Press, Elsevier.

Zhang H, Penninger JM, Li Y, Zhong N, Slutsky AS (2020) Angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) as a SARS-CoV-2 receptor: molecular mechanisms and potential therapeutic target. Intensive Care Medicine. 56:586-590 doi: 10.1007/s00134-020-05985-9.

Revista QuímicaViva
ISSN 1666-7948
www.quimicaviva.qb.fcen.uba.ar
Número 3, Año 19, abril/2020
quimicaviva@qb.fcen.uba.ar