Luciérnagas en un bosque cerca de Nuremberg (Alemania) tiempo de exposición 30 segundos (fuente)

La bioluminiscencia es una capacidad que tienen ciertas bacterias, hongos, dinoflagelados y por supuesto... las luciérnagas. Estas últimas producen luz en algunas células especializadas de su abdomen, y no lo hacen para alegrarnos la vida en las noches de verano, sino para ligar entre ellas. ¿Pero cómo?

Luciferina  (fuente)

La luz es creada por una reacción que cataliza la enzima luciferasa [1], y no es un proceso fácil... ni barato: Producir un solo fotón de luz visible requiere tanta energía que hace falta partir 8 moléculas de ATP. Vamos a verlo:

La luciferasa tiene un cofactor, luciferina, que utiliza ATP para poder acomplejarse luego con oxígeno. Esta oxiluciferina está en un estado electrónico excitado y emite luz para quitarse el calentón.

La reacción [2] ocurre en varios pasos:

luciferina + ATP -------------> luciferil adenilato + PPi (pirofosfato)
luciferil adenilato + O₂ -------------> oxiluciferina_excitada + AMP + CO₂

Enzima luciferasa (fuente)

oxiluciferina_excitada -------------> oxiluciferina + LUZ 
 

La eficiencia de la reacción roza el 80%... una bombilla incandescente solo convierte el 10% de la energía que gasta en luz (Evolución 1 - Ingenieros 0)

La longitud de onda de esta luz oscila entre 510 y 670 nm (desde el amarillo verdoso hasta el rojo). Si quieres saber por qué cambia el color tenemos que sumergirnos un ratito por la estructura de la luciferasa, porque el color de la luz depende de los aminoácidos de esta enzima: En la luciérnaga japonesa silvestre (wildtype), que emite luz de color amarillo verdoso, el aminoácido número 286 es una serina. Bien, si se cambia ese aminoácido a asparragina, el color vira a rojo. Y lo más acongojantemente curioso es que, como puedes ver en esta figura, el aminoácido 286 está a una distancia bastante considerable de la propia luciferina.

No está claro si el interruptor que regula la generación o no de luz está en el aporte de oxígeno o lo decide el sistema nervioso del insecto... O igual es todo mentira, y simplemente tienen miedo a la oscuridad ;-)


Bibliografía:

• http://www.ted.com/talks/edith_widder_the_weird_and_wonderful_world_of_bioluminescence.html
• http://science.howstuffworks.com/environmental/life/zoology/insects-arachnids/question554.htm
• http://www.pdb.org/pdb/101/motm.do?momID=78

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[1] Luciferasa, la enzima que cataliza el proceso, es algo diferente entre las distintas especies quimioluminiscentes. El modelo que tienes arriba en azul es el de la luciferasa de luciérnaga. Aquí puedes ver, a la izquierda la bacteriana y a la derecha la de los dinoflagelados (los que dan ese brillo verdoso a veces al mar).

[2] El mecanismo de reacción, más formal, es este: en.wikipedia.org/wiki/File:Luciferase_Mechanism.gif

Hoy quería traer a tres14 más cosas que marcar en el calendario: Nueva cita con la divulgación en Madrid, esta vez a lo grande. Desde el 5 al 18 de Noviembre (en realidad 2 semanas) cientos de actividades por toda la capital y alrededores incluyendo jornadas de puertas abiertas, conferencias, mesas redondas, cursos y talleres o proyecciones. Por poner alguna actividad, puedes ir a una charla sobre materia oscura, un taller de astronomía o cocinas solares, o visitar un laboratorio de alta seguridad biológica. A los niños les pueden explicar desde la columna de Winogradsky a cómo funciona un microscopio óptico.

Logo de esta edición (Comunidad de Madrid)

Si no tienes el folleto impreso no te preocupes, te dejo la versión digital del programa. Échale un ojo este finde, ve haciendo tu selección y en cuanto decidas acuérdate de reservar plaza! ;-)



DONDE >> Muchos puntos de Madrid capital y otras ciudades de la Comunidad
CUANDO >>  Del 5 al 18 de Noviembre
CUANTO >> Gratis. ¡Muchas requieren reserva previa por email o teléfono! 

¡PÁSALO!

Me acaba de llegar un mail con el programa del ciclo de "conferencias de otoño" que organiza el Planetario de Madrid para este año. Los sistemas extrasolares, la exploración de Marte, el bosón de Higgs o las expediciones a la Antártida serán algunos de los temas de estas 6 conferencias que se darán entre el 30 de este mes y el 13 de diciembre.

Programa completo aquí










DONDE >> Planetario de Madrid (Metro Méndez Álvaro / Arganzuela)
CUANDO >>  Del 30 de octubre al 13 diciembre, a partir de las 20h
CUANTO >> Gratis. ¡Requieren reserva previa por email o teléfono! 

¡PÁSALO!

Hoy es viernes, y qué mejor que cerrar la semana con un vídeo simpático. En este puedes ver un neutrófilo (un tipo de glóbulo blanco) literalmente persiguiendo una bacteria mientras se abre paso entre los glóbulos rojos. Lo que guía al neutrófilo es la quimiotaxis, es decir, su capacidad de detectar sustancias químicas de la bacteria y usarlas de guía. Bueno, echa un ojo al vídeo:



Feliz finde :)))))))

AVISO: Si hay un tema que va a ser recurrente en próximos posts de tres14, va a ser la Física, porque estoy yendo a clases del mejor profesor de Física que he tenido en la vida, y molan un montón :)

Foto: Andrés Nieto (cc)

Sabemos que la dieta recomendada para un adulto sano está en torno a las 2000 kcal diarias, en otras palabras, consumimos 2000 kilocalorías de energía cada día. ¿A cuántos watios equivale esto? Echemos cuentas...

Te voy a dar antes unas cuantas pistas, que son conversiones que vas a necesitar:

• 1kcal = 4,187 kJ = 4187 julios
• 1 día = 86400 segundos
• 1 julio/segundo = 1 watio (energía/tiempo=potencia)

Ahora solo necesitas una calculadora que sea capaz de multiplicar y dividir. Te doy la solución después del salto.

 Hago un post breve porque hay prisa, luego actualizo:

Hoy, Felix Baumgartner va a volver a intentar un salto desde los límites de la estratosfera, una altura de 36 km. ¿Superará la velocidad del sonido?

Pues sí: ¡Lo consiguió!

 En una tarde gris en España veíamos a través del streaming cómo el austríaco abría la puerta de la cápsula y ante una orden del centro de control se precipitaba hacia abajo desde una altura de algo más de 39 km. Consiguió superar efectivamente la barrera del sonido (1.2 match concretamente) y el salto de más altura en caída libre. Abrió el paracaídas antes de lo previsto, dejando el récord de tiempo en caída libre en manos de quien lo ostentaba, e viejo Kittinger.

"We have made History"

El envenenamiento ofídico, que así es como se llama cuando una serpiente te pega un mordisco, es bastante común en los países en tropicales y subtropicales  (ver mapa de envenenamientos por regiones)


El veneno es una especie de saliva modificada que persigue un doble objetivo: inmovilizar la presa y ayudar a su digestión. La glándula de secreción es una variante de nuestra glándula parótida. Si lo vemos más de cerca, es una secreción viscosa y amarillenta/verdosa, químicamente bastante compleja y variable en función de la especie. Sí se sabe que contiene 20+ sustancias, incluyendo neuro y hemotoxinas. Estas últimas destruyen los glóbulos rojos y coagulan la sangre [1]. Las neurotoxinas por su parte suelen ser moléculas más pequeñas y por tanto difunden dentro de la presa más rápidamente... pero lo que te quiero enseñar es a las hemotoxinas en acción:



(no te preocupes si no entiendes lo que oyes, está en inglés pero doblado encima en otro idioma que no tengo ni idea de cuál es :P)

¡EXTRA! Por cierto, que hay animales mucho más resistentes al veneno que nosotros. Ahí tenemos al erizo, al secretario y a nuestro águila culebrera (date cuenta de lo duras que son las escamas de sus patas...incluso para los colmillos de las culebrillas)

¡Feliz finde!

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[1] Esto lo hacen afectando a los fibrinógenos, que son proteínas del plasma sanguíneo (sintetizadas en hígado) que intervienen en la coagulación.

Fuentes:

• http://www.bio.davidson.edu/people/midorcas/animalphysiology/websites/2008/Eskew/index.htm
• http://es.wikipedia.org/wiki/Veneno_de_serpiente
• http://www.plosmedicine.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pmed.0050218;jsessionid=66B81B3E56F5DABADB52D86E51BE334F#s1

En este post de hace unas semanas dejaba caer el tema del PORN. Efectivamente, no es oro todo lo que reluce. Umbral me ha dejado este comentario en Divúlgame. Dentro de que casi no veo la tele, "El escarabajo verde" no es un programa que me entusiasme demasiado, por su tono, pero aquí lo tienes:

Aquí un video, más esclarecedor, donde se habla del PORN de la sierra.

El escarabajo verde - Sierra amada, sierra atada

• El escarabajo verde - Sierra amada, sierra atada

Dicen que fue Aristóteles, el mismo que apuntaba en el 340 a.C. que la Tierra tenía que ser redonda (y no un disco plano) [1] quien inauguró la Biología. Más allá de "debates nominalistas", que diría Rajoy, lo cierto es que la historia de las ciencias biológicas siempre ha estado ligada al desarrollo de nuevas herramientas.

Utilizando el ojo desnudo ("unaided eye" que dicen los ingleses) llegamos a la taxonomía y la anatomía. La histología tuvo que esperar a los primeros microscopios, muy rudimentarios y de una sola lente, como esos preciosos que creaba Leeuwenhoek ya en la segunda mitad del XVII:


Llegamos al nacimiento de la Citología. En 1935 Schleiden y Schwann publican la llamada Teoría Celular (ya sabes: todos los seres vivos están formados por células, que son sus unidades estructurales y funcionales) Una teoría que luego se llenó de apostillas, las más importantes con Virchow (las células proceden de la división de otra anterior en el tiempo) y nuestro paisano Cajal (¡el tejido nervioso también tiene células!)

Solo entonces pudo nacer la que llamamos Biología Molecular, prima hermana de la Bioquímica. Estamos en los 60 del siglo pasado cuando empieza el boom de esta ciencia. Y lo hace de la mano de una molécula preciosisisísima: el ácido desoxirribonucleico, DNA. Una molécula que hoy conocemos tal que así (imagen: Wikipedia)

pero que fue presentada en sociedad, en abril de 1953 por Watson y Crick [2], con un paper muy breve publicado en Nature, y que cosas de la vida hoy podemos consultar en Internet:

http://www.nature.com/nature/dna50/watsoncrick.pdf

A partir de ahí arrancaron la secuenciación, los arrays, los western blots, la bioinformática, el PubMed, el PDB, el PCR, el PGH, el ENCODE y toda una ristra de siglas que nos están llevando al futuro. Pero esa... ya es otra historia.


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[1] Ver su libro: "Sobre el cielo"
[2] Ojo a los agradecimientos del final. Cierran el paper con 

(...) "También hemos sido estimulados por el conocimiento de la naturaleza general de los resultados experimentales e ideas no publicadas del Dr. M.H.F. Wilkins, Dr. R.E. Franklin y sus colegas en el King's College, Londres." (...)

Después firman como J.D. Watson y F.H.C. Crick, y se quedan tan panchos. Lo que no dicen es que la doctora Rosalind Franklin también debería haber firmado en mérito, porque sin su trabajo, el de una mujer, este artículo nunca hubiera sido posible.