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domingo, 18 de diciembre de 2011

La fiesta de la muerte

Después de tantas semanas no sé ya ni por dónde iba. ¡Ah, sí! La muerte. Hace mil millones de años, es decir, en la última sección de biología para mis ciegos, hablábamos de unas bacterias suicidas. ¿Recuerdan? Algunas cianobacterias, que son aquellos organismos  procariotas y verdosos que llenaron la atmósfera de oxígeno en su día, ponen en marcha un mecanismo de autodestrucción cuando así lo requieren las circunstancias coloniales.
Este hecho parece altruista, ¿no? Morir por la patria y todas esas chorradas rimbombantes. Pues no señores, no. Hoy en día no hay nada gratis, ni el suicidio bacteriano. Lo que realmente ocurre es que las cianobacterias pagan el precio de sus propias vidas por un producto mucho mejor: la supervivencia de sus genes. Para explicar claramente este concepto debemos abordar de manera sencilla la teoría del gen egoísta de Richard Dawkins. Muchos habrán oído ese nombre. ¿No es ese ateo ateísimo que escribe libros de divulgación científica? El mismo. Según él, la base de la evolución es el egoísmo de los genes.
Todos han escuchado hablar de genes. De hecho, demasiada gente usa el término sin tener muy claro el concepto que se esconde detrás. ¿Qué es un gen? Podemos describirlo de forma simple como la unidad de información para definirnos como seres vivos. Esta definición, que conste, es made in Laura y tiene muchísimos matices, lo sé. Pero para aclarar a mis ciegos de qué tratamos lo mejor es una sencilla definición.
Un gen dice si eres rubio, otro si eres alta, otro si tienes los ojos azules,… Los genes nos definen, son los arquitectos que dan las instrucciones precisas para la construcción de un edificio: el ser vivo. Según plantea Dawkins, la evolución se lleva  a cabo a nivel de los genes. Son ellos los que quieren sobrevivir, por lo que actúan de forma egoísta para pasar de una generación a otra. Nosotros solo somos, “máquinas de supervivencia”, meros instrumentos para pasar los genes a próximas generaciones. Pero en cada una de ellas se producen mutaciones, lo que lleva a crear genes o grupos de genes novedosos. Si hacen que la máquina de supervivencia pueda llegar a reproducirse más eficazmente, creando nuevas máquinas que porten el mismo gen mutante, esa mutación prevalecerá y se hará cada vez más común entre los individuos de la especie, ya que se reproducirá mejor que los que no tengan tal gen.
Así surgen genes egoístas que desean seguir permaneciendo dentro de las máquinas de  genes. Es como una competición génica que tiene lugar dentro de generaciones y generaciones de seres vivos. Los genes que mejor doten al individuo para la reproducción, ganarán el partido. Pero como la competición no termina nunca y las presiones son constantes, cambiantes y casi infinitas, ganar un partido no significa mucho. Y…bueno, según Dawkins, la evolución funciona más o menos así.
Después de estas nociones básicas volvamos a la muerte. Dijimos que las señoritas cianobacterias suicidas no eran altruistas. ¿Por qué? Pues porque, como toda la floración de bacterias comparte los mismos genes, si las más débiles siguieran vivas e infectasen a todas sus hermanas idénticas, realmente estarían perjudicando a sus propios genes. Mejor que unas pocas se salven y comiencen una nueva vida en otra parte donde los genes puedan seguir propagándose de generación en generación. Los genes egoístas quieren sobrevivir, y prefieren hacerlo en unas pocas máquinas de supervivencia que ser eliminados completamente de la competición. Por eso programan a las cianobacterias para el suicidio en caso necesario. Morir por el grupo, sí, pero con beneficios propios.
La muerte de los organismos unicelulares es una cosa, pero ¿qué ocurre con los pluricelulares? ¿Por qué nos morimos si cada una de nuestras células guarda el conjunto de genes? Para explicar este fenómeno, empecemos hablando de la diferenciación. Las células que forman nuestros esculturales cuerpos deben diferenciarse para obtener una mayor productividad. Es lo mismo que una sociedad. Si todos nos dedicáramos a todo, esto sería un caos. No existirían peluqueros, ni carniceras, ni taxistas, ni senadores… Bueno, esto último estaría bien. A lo que iba, que cada uno debería sacarse las castañas del fuego sin un mínimo de cooperación con los demás. Pero cuando nos organizamos en sociedad y cada uno se especializa en una materia concreta, toda la comunidad vive mejor.
Lo mismo ocurre en un organismo pluricelular. Al especializarse cada grupo de células en una tarea, todas salen ganando. Resulta que se han especializado tanto que solo un tipo de células se encargan de llevar los genes a las próximas generaciones: las células germinales, es decir, los óvulos y espermatozoides. Cuando ambos se funden en la fecundación y, finalmente, nace un retoño, las células germinales de los padres van a sobrevivir a la muerte de los mismos al haber creado una nueva máquina de supervivencia donde guardar la mitad de sus genes (una mitad del padre y otra de la madre). Este, a su vez, cuando se haga mayor también tendrá sus propios hijos, los cuales tendrán la mitad de sus genes y un cuarto de los abuelos. Y así sucesivamente…
Por tanto, si son las células germinales las que realmente parten el bacalao, ¿por qué iba a mantener nadie el resto de células que conforman el cuerpo? Estas son completamente desechables, temporales. Así que al cementerio con ellas. Además, hay otra razón para la muerte. Sin ella, no existiría selección natural ni evolución, y sin ellas, nosotros no seríamos parte de la fiesta. Una fiesta donde la muerte es la anfitriona. 

miércoles, 23 de noviembre de 2011

La colega de la guadaña

Quizá macabro, pero real como la vida misma. El tema de hoy es una parte tétrica pero cotidiana en la biología: la muerte. ¿Por qué demonios morimos? ¿Qué función tiene la muerte? Una cuestión fundamental en medicina, resulta ser la prolongación de la vida unida a una prolongación de la juventud. Pongamos el ejemplo del troyano Titono. El tío se lió con una diosa, y esta pidió a Zeus que le diese a Titono la inmortalidad. Sin embargo, se olvidó de nombrar la juventud, por lo que Titono fue eternamente viejo. ¿De qué nos sirve aumentar la esperanza de vida si no va unida a una más larga juventud? Existen casos en la naturaleza en los que ambos conceptos han ido de la mano. Un buen ejemplo son las zarigüeyas. Aquellas que han vivido en ambientes protegidos de depredadores durante milenios viven el doble y envejecen mucho más lento. Pero nosotros, pobres humanos, hemos aumentado considerablemente nuestra esperanza de vida solo para ser viejos más años. La juventud sigue levantando el vuelo a la misma edad y la vida máxima sigue siendo los 120 años pese a todos los avances en higiene y medicina. ¿Acaso tenemos una muerte programada? ¿Existe acaso este tipo de muerte?
Para responder a esta pregunta adentrémonos en el mar. Nos encontramos de repente con una floración de cianobacterias, un cúmulo de bacterias azul verdosas suspendidas en el agua. Estos organismos procariotas, es decir, sin núcleo celular, realizan la fotosíntesis y expulsan oxígeno como desecho. Tuvieron una inmensa importancia en la oxigenación de nuestra atmósfera, que hace tres mil millones de años de oxígeno tenía lo que yo de piloto. El caso, las cianobacterias. Te las encuentras ahí, todas juntitas flotando en el mar en una colonia verdosa. Vas al día siguiente con tu yate y ya no están, la colonia se ha disuelto de la noche a la mañana. ¿Qué ha pasado?
Citando a Nick Lane, autor del libro Los diez grandes inventos de la evolución, “Estas enormes multitudes de bacterias no se mueren sin más: se suicidan de forma totalmente deliberada. Todas y cada una de las cianobacterias contienen en su interior la maquinaria de la muerte, un antiguo sistema de enzimas extraordinariamente similares a los de nuestras propias células, dedicados a desmantelar la célula desde dentro.”
¿Cómo va a suicidarse una cianobacteria? ¡Anda ya! Este hombre fuma algo que le sienta muy mal… Pues no. Es totalmente cierto. Las cianobacterias se suicidan, tienen mecanismos para suicidarse. Un mecanismo muy, pero que muy parecido al que tienen las células de su cuerpo, querido ciego. Este aspecto lo trataré en la siguiente sección, así que por ahora intentemos entender por qué demonios se autoaniquilan las bacterias verdosas.
Virus bacteriófago atacando a una bacteria.
Los virus bacteriófagos tienen algo que ver. Estos pequeños malvados infectan a la bacteria inyectando su material genético para bloquear las funciones normales de la célula. De esta forma, la bacteria comienza a “crear” virus dentro de sí misma hasta que se rompe la membrana celular, salen los virus y se van tan campantes a infectar a otras células. La batalla entre bacteriófagos y bacterias está muy relacionada con la capacidad autosuicida. Como hemos visto los virus pueden poner en peligro toda la floración, ya que puede aumentar de forma exponencial el número de células infectadas. Ante este o cualquier otro peligro para la colonia (“como la radiación ultravioleta intensa o la privación de nutrientes”[1]) las cianobacterias se destrozan a sí mismas por dentro.
Todo el proceso se pone en marcha mediante la activación de unas enzimas de la muerte llamadas caspasas. Las enzimas son moléculas que aceleran las reacciones químicas que tienen lugar dentro de la célula. A mí me las explicaron de la siguiente manera: si en tu casa hay un mosquito y lo quieres matar de un zapatillazo en el aire poco vas a conseguir; pero si el insecto se posa en la pared la cosa se facilita. La pared es la enzima que junta las moléculas necesarias para que tenga lugar la reacción. ¿Por qué me salen ejemplos tan macabros?
Tal como afirma Lane en su obra, “Estas especializadas proteínas de la muerte (las caspasas) destrozan las células desde dentro. Actúan en cascadas, en las cuales una enzima de la muerte activa la siguiente de la cascada, hasta que cae sobre la célula un ejército completo de verdugos”. Verdugos, por cierto, que activa la propia cianobacteria, ya que es mejor suicidarse que ser asesinado por un miserable virus que puede cargarse a toda la colonia.

Aquí os dejo un ejemplo de cómo actúan las capasas en células enfermas. Yo flipé con el vídeo. Gracias, Celia ;)


Menudo sentido de la responsabilidad, chaval. Además, es un suicidio colectivo para que unas pocas sobrevivan y puedan crear una nueva floración cuando pase el peligro. Rollo “¡No te preocupes por mí! ¡Sálvate tú!”. Las células más débiles se quitan de en medio ante una amenaza activando las caspasas. Pero las más fuertes se convierten en esporas resistentes que crean una ciudad de cianobacterias en otro lugar más seguro.
¿Recuerdan el paseo en yate y el encuentro con la colonia de bacterias verdosas? Cuando volvíamos al día siguiente no había nada. Ahora sabemos por qué. Una tragedia había tenido lugar ante nuestras narices y nosotros sin darnos cuenta. La floración desapareció por el suicidio de muchas de sus componentes. Algunas pocas supervivientes quedaron sin rumbo en busca de un nuevo hogar.
Las cianobacterias llevan en este planeta… buff! Lo más grande. ¿No tendrá acaso su autodestrucción alguna relación con la que se produce en las células de nuestro propio cuerpo? ¿Están aquí las bases de la muerte? Nick Lane puso a la colega de la guadaña como uno de los grandes inventos de la evolución. Quizá así sea, porque, tal como dijo la mamá de Forrest Gump, la muerte forma parte de la vida.




[1] LANE, Nick, 2009, Los diez grandes inventos de la evolución, Madrid, Editorial Ariel.