DIVIDE AND CONQUER

A simple mechanism could underlie the growth and self-replication of protocells -- putative ancestors of modern living cells -- suggests a new study. Protocells are vesicles bounded by a membrane bilayer and are potentially similar to the first unicellular common ancestor (FUCA). On the basis of relatively simple mathematical principles, the proposed model suggests that the main force driving protocell growth and reproduction is the temperature difference that occurs between the inside and outside of the cylindrical protocell as a result of inner chemical activity.

"The initial motivation of our study was to identify the main forces driving cell division," says the study author Romain Attal of Universcience. "This is important because cancer is characterized by uncontrolled cell division. This is also important to understand the origin of life."

The splitting of a cell to form two daughter cells requires the synchronization of numerous biochemical and mechanical processes involving cytoskeletal structures inside the cell. But in the history of life, such complex structures are a high-tech luxury and must have appeared much later than the ability to split. Protocells must have used a simple splitting mechanism to ensure their reproduction, before the appearance of genes, RNA, enzymes, and all the complex organelles present today, even in the most rudimentary forms of autonomous life.

In the new study, Attal proposed a model based on the idea that the early forms of life were simple vesicles containing a particular network of chemical reactions -- a precursor of modern cellular metabolism. The main hypothesis is that molecules composing the membrane bilayer are synthesized inside the protocell through globally exothermic, or energy-releasing, chemical reactions.

The slow increase of the inner temperature forces the hottest molecules to move from the inner leaflet to the outer leaflet of the bilayer. This asymmetric movement makes the outer leaflet grow faster than the inner leaflet. This differential growth increases the mean curvature and amplifies any local shrinking of the protocell until it splits in two. The cut occurs near the hottest zone, around the middle.

"The scenario described can be viewed as the ancestor of mitosis," Attal says. "Having no biological archives as old as 4 billion years, we don't know exactly what FUCA contained, but it was probably a vesicle bounded by a lipid bilayer encapsulating some exothermic chemical reactions."

Fuente: Science Daily Sci Tech Daily

EL COLOR DE LOS OJOS QUE TE MIRAN

El color de los ojos se debe a dos tipos de pigmento: eumelanina (marrón-negro) y fenomelanina (rojo).

Así, en los ojos oscuros hay mucha eumelanina y en los claros, poca. Es decir, que si los ojos se ven azules es por las fibras de colágeno blanco en el tejido conectivo del iris, que dispersan la luz y hacen que el iris se vea azul. A su vez, las diferentes tonalidades de marrón, azul y verde son determinadas por el grosor y densidad del iris y el grado de acumulación de las fibras de colágeno blanco.

El concepto de «gen», que también le era desconocido a Charles Darwin, fue desarrollado por un monje de Moravia llamado Gregor Mendel, que por aquellas fechas (1856), inició una serie de experimentos en el jardín del monasterio agustino de St. Thomas de Brünn, actualmente en Brno, República Checa. Su título de padre fundador de la genética moderna no es nada exagerado si tenemos en cuenta que, de resultas de aquellos experimentos, Mendel fue capaz de concebir más de 29 000 especies de guisantes.

Lo que descubrió Mendel es que, a diferencia de lo que creía Darwin, las características de los guisantes descendientes no era una mezcla de las características de los dos guisantes originales, sino que solo aparecía uno de los rasgos, que predominaba frente a los demás.

También descubrió que algunas características que no aparecían en una generación podían aparecer en la siguiente. De este modo, Mendel concluyó que existían «factores» de emparejamiento dominantes y recesivos (lo que ahora conocemos como genes dominantes y genes recesivos).

Pero ahora sabemos que las cosas son bastante más complicadas. Volvamos a los ojos: una pareja en la que ambos tengan ojos azules, por ejemplo, no tendrá necesariamente hijos con ojos azules, porque hay más de un gen dedicado a regular el cromatismo ocular.

Todas las personas de ojos azules en el planeta son descendientes de un único europeo que vivió hace unos 6 000 a 10 000 años, y que fue el primero en desarrollar una mutación específica que da cuenta de la coloración del iris, ahora generalizada. Originalmente, todos los seres humanos tenían los ojos marrones, aunque una variación genética en un gen llamado OCA2, que cambió la cantidad de pigmento encontrado en diferentes individuos, dio lugar a los diferentes tonos de marrón.

Sin embargo, el color azul responde a otro gen, el HERC2. La alteración en HERC2 hace que el gen OCA2, que determina la cantidad de pigmento, ‘se apague’. Aunque la identidad del mutante inicial sigue siendo un misterio, los restos de la primera persona de ojos azules datan de hace 7 000 años, un esqueleto que fue descubierto en España: un hombre que vivía en una cueva y que era de piel oscura.

No conservamos sus ojos, obviamente, pero un análisis genético de sus huesos reveló que esa persona es, hasta la fecha, el humano con los ojos azules más primitivo de la historia. Ahora, el 10% de la población tiene los ojos azules. Son relativamente frecuentes en Europa, habiendo zonas en los países nórdicos y del este en las que la gran parte de la población tiene los ojos de este color. Sólo un 3% de la población mundial tiene los ojos verdes.

Así pues, todas las personas tenían ojos marrones hasta que una mutación genética en el gen OCA2 desencadenó un proceso que literalmente «apagó» la capacidad de producir el color marrón en el iris.

También hay personas con los ojos de color violeta, como los de la actriz de cine Liz Taylor. Este color, en realidad, se produce debido a una mezcla de tonos rojos con reflejos azules, que dan como resultado un “irreal” azul muy intenso. Es frecuente en personas afectadas de albinismo, aunque también se han dado casos en otras personas que no padecen esta condición.

Fuente: Xataka Ciencia