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18 de octubre de 2018
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Ráfagas

No. 97

Premios Nobel de ciencias 2006

Los premios Nobel se entregan cada año desde 1901, originalmente en seis categorías: física, química, fisiología o medicina, literatura y paz. En 1968 se agregó una más: la economía. Se trata de un reconocimiento internacional, administrado por la Fundación Nobel, que tiene su sede en Estocolmo, Suecia. Hasta el año 2006, se habían entregado 784 premios Nobel; de ellos 766 se otorgaron a personas y 19 a organizaciones. Por nacionalidad, la balanza se encuentra inclinada hacia los países angloparlantes: 274 premios Nobel han sido entregados a ciudadanos del Reino Unido y de Estados Unidos. En más de 100 años, Latinoamérica ha recibido en total 14 premios Nobel.

Hasta este año, el ganador más joven ha sido Lawrence Bragg, quien recibió el Nobel de física en 1915, a los 25 años. Y el de más edad fue Raymond Davis Jr., quien contaba con 87 primaveras cuando, en el año 2002, recibió también el Nobel de física.

Dos galardonados han rechazado el premio por razones personales: el escritor francés Jean-Paul Sartre, elegido Nobel de literatura del año 1964, quien rehusó recibirlo argumentando que él nunca aceptaba premios oficiales. El segundo fue el político vietnamita Le Duc Tho, quien obtuvo el Nobel de la paz de manera conjunta con el Secretario de Estado de Estados Unidos, Henry Kissinger, en 1973, por negociar los acuerdos de paz en Vietnam. Le Duc Tho declinó el honor por razones de conciencia, alegando que la situación desastrosa de su país no le permitía aceptar.

El premio Nobel ha sido otorgado a 33 mujeres, y de éstas, sólo 12 han sido en campos científicos: dos en física, tres en química y siete en medicina o fisiología. El total de premios otorgados en estas disciplinas es de 178 en física, 149 en química y 186 en medicina.

Varias personas y organizaciones han recibido el premio más de una vez. Por ejemplo, Marie Curie recibió en 1903 el Nobel de física y en 1911 el de química. John Bardeen recibió el premio Nobel de física en 1956 y 1972. Pero Linus Pauling es la única persona que ha recibido dos premios Nobel no compartidos en distintas categorías: en 1954 recibió el de química y en 1962 el de la paz.

En la historia de los Nobel existen familias con más de un premiado. Un ejemplo son los cuatro miembros de la familia Curie-Joliot: Pierre y Marie Curie, la hija de ambos, Irène Joliot-Curie, y su marido Frédéric Joliot. Otros ejemplos de padres e hijos galardonados: William Bragg y Lawrence Bragg, Niels Bohr y Aage Bohr y el último caso, que se dio este año: Arthur Kornberg y Roger Kornberg.

El premio consiste en 10 000 000 de coronas suecas (alrededor de 1.3 millones de dólares) y la próxima ceremonia de premiación se llevará a cabo el 10 de diciembre, en Estocolmo.

Medicina

El premio Nobel de fisiología o medicina 2006 fue otorgado de manera conjunta a los estadounidenses Andrew Fire y Craig Mello por su descubrimiento de un mecanismo que controla el flujo de la información genética. Andrew Fire es profesor de patología y genética en la Escuela de Medicina de la Universidad Stanford. Craig Mello es profesor de medicina molecular en el Instituto de Medicina Howard Hughes y participa en el Programa de Medicina Molecular de la Universidad de Massachusetts.

La información genética de un organismo reside en las moléculas de ADN, que se encuentran en el núcleo de las células (en los eucariontes). Esta información está repartida en genes, que contienen instrucciones para fabricar las proteínas que requiere el organismo para vivir. Para ejecutarse, estas instrucciones se copian primero en moléculas llamadas ARN mensajero, que luego las llevan al citoplasma de la célula, donde se fabrican las proteínas.

El genoma humano consiste aproximadamente de 30 000 genes. Aunque cada célula contiene la información genética completa, sólo emplea una parte: la que necesita esa célula para cumplir sus funciones específicas. El mecanismo que “enciende” los genes que necesita la célula ARN. se llama transcripción.

Los factores que modulan la transcripción se han estudiado desde hace tiempo, pero en 1990 sucedió un hecho que asombró al mundo de los biólogos moleculares. Un grupo de investigadores trataba de incrementar la intensidad del color de los pétalos de unas petunias introduciendo el gen relacionado con la producción de pigmento rojo. Pero en vez de lograr un rojo más intenso en los pétalos de la nueva petunia, obtuvieron el resultado contrario: unos pétalos completamente blancos. ¿Qué estaba pasando?

El ADN consta de dos cadenas complementarias con la misma información (una es una especie de negativo de la otra), pero el ARN mensajero copia sólo una de las cadenas para llevarla a la fábrica de proteínas de la célula. En los años 90 se pensaba que fabricando cadenas de ARN complementarias a las naturales podría bloquearse el mensaje del ADN. Esto podría servir para bloquear la acción de genes selectos, por ejemplo, los que producen enfermedades. Se suponía que el ARN artificial se uniría a la cadena natural formando una doble hélice, lo que bloquearía su funcionamiento, pero la idea no dio resultado.

Por la misma época, Andrew Fire y Craig Mello investigaban cómo se regula la expresión de los genes en el gusano Caenorhabditis elegans. Fire y Mello probaron inyectar ARN positivo y negativo al mismo tiempo, en vez de únicamente el negativo. Así obtuvieron el efecto “silenciador” de genes que se buscaba desde hacía tiempo, y que hoy se conoce como interferencia de ARN.

La interferencia por ARN abre un mar de posibilidades en el campo de la genética. Ya se han diseñado moléculas de ARN de dos cadenas para silenciar genes específicos en seres humanos, animales y plantas, y se espera que en el futuro tendrá aplicaciones en varias ramas de la ciencia, incluidas la medicina y la agricultura. Por ejemplo, se acaba de demostrar que uno de los genes responsables de elevar los niveles de colesterol en animales puede ser silenciado usando esta técnica. Actualmente se llevan a cabo diversas investigaciones que buscan desarrollar genes silenciadores para tratar infecciones, enfermedades cardiovasculares, distintos tipos de cáncer, trastornos endocrinológicos y otros padecimientos.

Física

Este año el premio Nobel de física fue otorgado a los estadounidenses John Mather y George Smoot por sus investigaciones sobre la radiación cósmica de fondo, que dan sustento a la teoría del Big Bang (o de la Gran Explosión) del origen del Universo. Mather trabaja como astrofísico en el Centro Espacial Goddard de la NASA. Smoot es catedrático de la Universidad de California en Berkeley.

En 1940 Ralph Alpher, George Gamow y Robert Herman predijeron la existencia en el Universo de un tipo de radiación, a la que llamaron radiación cósmica de fondo, que se originó en los primeros segundos que siguieron al Big Bang. Durante más de 20 años su existencia fue una discusión teórica, pero en 1964 Arno Penzias y Robert Wilson la descubrieron por accidente cuando probaban una nueva antena de telecomunicaciones.

De acuerdo con la teoría del Big Bang, el Universo al principio estaba a una temperatura muy alta. Todos los objetos calientes emiten radiación de características especiales, llamada radiación térmica, o de cuerpo negro. Se esperaba que la radiación que hoy queda de ese periodo tuviera las características de la radiación térmica.

Durante los primeros 400 000 años el Universo era tan denso que la radiación no podía desplazarse mucho sin que la absorbiera la materia. Con la expansión la materia se fue enrareciendo y la radiación pudo escapar. Esto produjo la radiación cósmica de fondo. Cuando fue emitida, la temperatura del Universo era de casi 3 000 grados y desde entonces la radiación se ha enfriado gradualmente a medida que el Universo se ha expandido. La radiación de fondo que podemos medir hoy corresponde a una temperatura de 2.7 grados sobre cero absoluto.

Debido a que la atmósfera de la Tierra absorbe la mayor parte de la radiación de fondo, sus mediciones deben llevarse a cabo en grandes altitudes. Las primeras se hicieron desde la cima de altas montañas, globos aerostáticos y cohetes. En 1974 la NASA invitó a astrónomos y cosmólogos de todo el mundo a enviar propuestas para investigaciones que debían realizarse con satélites. Éste fue el inicio del proyecto COBE (Cosmic Background Explorer). John Mather fue el coordinador del proyecto, en el que participaron más de 1 000 científicos, ingenieros y técnicos. El COBE fue lanzado, utilizando su propio cohete, el 18 de noviembre de 1989. Mather fue también responsable de los experimentos para medir el espectro de la radiación de fondo y George Smoot estuvo a cargo de los instrumentos diseñados para detectar pequeñas variaciones en la radiación de fondo proveniente de diferentes direcciones. Estas variaciones contienen información acerca de la formación de las galaxias, así como de la distribución de la materia oscura en el Universo. Los resultados de las primeras observaciones del COBE se publicaron en 1992 y causaron gran revuelo entre los cosmólogos, pues confirmaban dos predicciones importantes de la teoría de la Gran Explosión: que la radiación cósmica de fondo es radiación térmica y que no es perfectamente uniforme, lo que explica que hoy haya galaxias y cúmulos de galaxias en el Universo. Recientemente se han hecho observaciones más detalladas con el satélite WMAP.

“Somos exploradores. Necesitamos comprender de dónde venimos nosotros y nuestro Universo”, dijo Mather en agosto, cuando le dieron el premio Gruber de Cosmología. Gracias a esa necesidad ahora entendemos un poco mejor nuestro vasto El satélite COBE. y complejo Universo.

Química

El premio Nobel de química 2006 fue otorgado a Roger Kornberg, de la Universidad Stanford, por sus investigaciones sobre “las bases moleculares de la transcripción eucariótica”. En otras palabras, por sus estudios del proceso celular que permite que la información genética que está almacenada en el núcleo, primero se copie y luego se transfiera a la región de la célula donde se producen las proteínas en un importante grupo de organismos llamados eucariontes. Este proceso de copiado se conoce como transcripción. Los eucariontes son los organismos que tienen células con un núcleo definido, donde se encuentra el material genético. Por ejemplo, todos los vertebrados somos eucariontes, las bacterias no.

La célula utiliza la información almacenada en el ADN para producir proteínas, que regulan la construcción y las funciones de las células y de los tejidos, órganos y sistemas que conforman a los organismos. Pero primero la información debe transmitirse del núcleo al citoplasma. Esto lo hacen unas moléculas especiales, que copian la información del ADN y la llevan al exterior del núcleo, donde se ejecutan las instrucciones que contiene.

La transcripción genética es un proceso fundamental en todos los seres vivos y si algo interfiere con su funcionamiento correcto, las consecuencias pueden ser fatales. Por ejemplo si una persona ingiere algún hongo venenoso, las toxinas del hongo entran al cuerpo y van destruyendo paulatinamente diferentes órganos: los riñones, la vejiga y el hígado, hasta que frecuentemente causan la muerte, todo debido a que las toxinas detienen la transcripción.

Entender este proceso celular es fundamental en la medicina, ya que muchas enfermedades cardiacas, algunos tipos de cáncer y muchas inflamaciones, tienen su origen en fallas en su funcionamiento.

La contribución de Roger Kornberg culminó con unas imágenes cristalográficas, creadas después del año 2000, que muestran el aparato celular de la transcripción en plena acción. Kornberg puso en una solución todos los elementos necesarios para la transcripción celular, menos uno. El proceso de copiado se inició, pero luego se detuvo porque faltaba un ingrediente esencial para continuar. Entonces Kornberg tomó una imagen en rayos X del proceso. Esta imagen fue procesada en una computadora que pudo determinar la posición real de los átomos de todas las moléculas en el momento en que el proceso se detuvo. Esto nos dio información muy valiosa de la posición y del papel que desempeñan los diferentes actores de esta obra. Es decir, Kornberg logró congelar el tiempo y permitirnos observar un proceso vital que ocurre muy rápidamente.

No será la primera vez que Roger Kornberg esté presente en una entrega del premio Nobel. Hace 47 años, cuando tenía 12, viajó a Suecia y fue testigo del feliz momento en que su padre, Arthur Kornberg, recibía el premio Nobel de medicina y fisiología por sus estudios sobre la forma en que la información genética pasa de una molécula de ADN a otra, es decir, cómo se transfiere la información de las células madres a sus hijas. Ahora Kornbreg hijo dio un paso más para comprender este complejo proceso.

 

Martha Duhne

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