EL DESCUBRIMIENTO DE LA ESTRUCTURA DE LOS FOTOSISTEMAS DE LA MEMBRANA TILACOIDAL (Nobel de química 1988)

Estructura de un fotosistema. En el FS I (el más primitivo, el que tienen las bacterias fotosintéticas del azufre, que interviene en la fotofosforilación cíclica la molécula diana es la P700). En el FS II (que permite la fotólisis del agua y por lo tanto, la producción de poder reductor NADPH, que interviene en la fotofosforilación no cíclica, es la P680.
El aceptor primario de electrones en el FS I es la clorofila A0 y en el FS II la feofitina, una clorofila con 2 protones en vesz de magnesio.
¿Quién y cómo determinó la estructura del centro de reacción del fotosistema, en el que están el pigmento diana y el aceptor primario de electrones?
Vamos a contar aquí la historia de la determinación de la estructura espacial del centro de reacción que le valió el Nobel de Química a tres científicos alemanes en 1988. Desde 1982 a 1985 utilizaron la cristalografía de rayos X para determinar la disposición exacta de los más de10.000 átomos del centro de reacción.
 Johan Deisenhofer. Desarrolló sus trabajos en el Instituto Max Planck de Bioquímica y desde 1988 es profesor en Dallas (Texas).
 Hartmut Michel. Primero trabajó en la ATPasa de las halobacterias, para después pasar a trabajar en la cristalización de proteínas. Desde 1987 dirige el departamento de biología molecular de membranas, en el Instituto Max Planck de Biofísica, en Frankfurt, y es profesor en la Universidad Goethe, en la misma ciudad.
 Robert Huber lideró el equipo de cristalografía de proteínas en el Instituto Max Plank de Bioquímica.
En 1982 analizaron el centro de reacción de la bacteria Rhodopseudomonas viridis 
 El centro de reacción de estas bacterias es el mejor conocido gracias  a los trabajos de los tres químicos alemanes y porque tiene menos cadenas polipeptídicas que los de los cloroplastos. Roderick Clayton fue el primero en aislar en los años 60 el centro de reacción de la bacteria púrpura, pero fueron los tres alemanes los que determinaron su estructura cristalina a principios delos 80:
 Micrografía electrónica del complejo antena captador de luz I (LH1, light-harvesting one)
 Centro de reacción fotosintético bacteriano
Fue la primera estructura descubierta de un complejo proteico membranoso. Las cadenas azules son las subunidades L y las púrpuras las M. Asociadas a estas subunidades proteicas hay 4 moléculas de BClfb (bacterioclorofila b), 2 de BPh (bacteriofeofitina), 2 quinonas (Q), la A y la B, y un ión ferroso. La subunidad H (en color rojizo), al contrario que las dos anteriores que están inmersas en la membrana plasmática, se encuentra en el lado citoplasmático de la membrana. Por último, hay una subunidad, mo mostrada en el dibujo, que es un citocromo. En verde se muestran los cofactores que interaccionan con la luz.

Bibliografía: http://en.wikipedia.org/wiki/Photosynthetic_reaction_centre

HISTORIA DE LA FOTOSÍNTESIS A TRAVÉS DE LOS CIENTÍFICOS

Antigüedad clásica: Aristóteles, griego, padre de la biología.

S. XVII: Stephen Hales, inglés, padre de la fisiología vegetal.

S. XVIII: Joseph Priestley, otro clérigo inglés, descubridor del oxígeno.
               Jan Ingenhousz, médico holandés.
               Jean Senebier, sacerdote suizo.
               Nicolas- Theodore de Saussure, fitoquímico suizo.

S. XIX: Justus von Liebig, químico alemán. Adversario de Pasteur en el tema de la fermentación.
              Pierre J. Pelletier, fitoquímico francés, codescubridor de la Clorofila.
              Joseph B. Caventau, id.
              Henri Dutrochet, químico francés, descubrió que el dióxido de carbono entra por los estomas.
              Hugo von Mohl, médico alemán.
              Julius von Sachs, botánico alemán.
              Andreas Schimper, botánico francés, estudió y dio nombre a los cloroplastos.

S. XX: Frederick F. Blackman, médico y botánico británico.
           Cornelius B. van Niel, microbiólogo y botánico holandés y estadounidense.
           Otto Warburg, bioquímico alemán de origen judío, que descubrió que el oxígeno inhibe la fotosíntesis (efecto Warburg). Esto se debe a la fotorrespiración.
           Martin Kamen, químico canadiense de origen judeo- ruso. Trabajó en el Proyecto Manhattan y después tuvo problemas con el Comité de Actividades Antiamericanas.
           Robert Hill, bioquímico británico, quien probó que el oxígeno viene del agua (reacción de Hill).
           Melvin Calvin, bioquímico estadounidense de origen judeo-ruso. PN de Química de1961 por descubrir el ciclo que lleva su nombre, en la fase oscura.
           Andrew Benson, bioquímico estadounidense de origen sueco. Estudió junto  a Calvin la fijación de dióxido de carbono, en lo que se llama el Ciclo de Calvin-Benson.
           James A. Bassham, bioquímico estadounidense, que junto a Calvin y Benson determinó el ciclo de fijación del dióxido de carbono, por lo que algunos llaman  Ciclo CBB.
           Daniel Israel  Arnon, bioquímico estadounidense de origen judeo-polaco, descubridor de la fotofosforilación. Fue maestro de Manuel Losada en su laboratorio de California.
           Harch y Slack, bioquímicos australianos, determinaron la ruta C4 de asimilación del carbono, que por ello lleva su nombre.
           Manuel Losada Villasante, bioquímico español, de Carmona (Sevilla), discípulo de Severo Ochoa (uno de los descubridores de la fosforilación oxidativa) y de Daniel Arnon, descubrió la formación de amonio en la fotosíntesis. Se le considera el padre de la bioenergética en España.
           Deisenhofer, Huber y Michel, químicos alemanes PN 1988 que determinaron por cristalografía de rayos X la estructura del centro de reacción de los fotosistemas.

En esta lista de 22 científicos dedicados al estudio de la fotosíntesis, tenemos 4 PN de Química (1961 por la fase oscura y 1988 por la luminosa). Por nacionalidades:
7 alemanes, 4 británicos, 4 franceses. Mención aparte merecen  los estadounidenses de origen holandés, sueco,  ruso o polaco y los suizos y australianos, sin olvidarnos de un español, el Dr Losada, que fue profesor de Bioquímica en la Universidad de Sevilla del autor de este blog.



           

EL DESARROLLO DE LA BIOQUÍMICA DEL CATABOLISMO A TRAVÉS DE LOS NOBEL

     Otto Fritz Meyerhof  (Alemania, 1884; EE UU 1951)
 Gustav Embden (Alemania, 1874, 1933)                                                Hans Adolf Krebs (Alemania,1900; Inglaterra 1981)
 Severo Ochoa (España, 1905-93)
 Feodor Konrad Lynen (Alemania, 1911-1979)
 Peter D. Mitchell (Inglaterra, 1920-92)
Hoy nos vamos a ocupar de la historia de la bioquímica de los procesos catabólicos a través de cuatro grandes científicos que desvelaron los procesos mitocondriales que llevan a la obtención de ATP (energía química) en la célula eucariótica.
Se ve la preponderancia de científicos anglo-germánicos  y de origen judío en este campo.
Comencemos por Embden y Meyerhof, que le dan nombre a la glucólisis (Ruta de Embden-Meyerhof). El segundo, PN de Medicina en 1922, compartido con Archibald Vivian Hill, había emigrado de Alemania a Francia y a EE UU por su origen judío. Sigamos por Krebs, al que todos los alumnos de Biología de Bachillerato conocen por el ciclo epónimo o ciclo del ácido cítrico, por cuyo descubrimiento obtuvo el PN de Medicina en 1953. Pero este gran científico, además, descubrió el ciclo de la urea y, con Hans Kornberg, el del glioxilato. Él era licenciado en medicina, con un postgrado en bioquímica. Estudió con Warburg, que como él, tenían ascendencia judía (como también Kornberg). En sus experimentos en Cambridge, adonde emigró en 1933 a causa de dicha ascendencia, le fue fundamental el manómetro desarrollado por Warburg para medir el consumo de oxígeno en muestras tisulares.
Severo Ochoa, PN de Medicina en 1959, compartido con su discípulo, norteamericano Arthur Kornberg (no confundir con el alemán de mismo apellido que trabajó con Krebs, ambos de familias judías). Ochoa descubrió en 1955 la Polinucleótido-Fosforilasa, que llevó al desciframiento del código genético y Kornberg en 1956 la ADN polimerasa. Ochoa, además, descubrió, y por eso lo traemos hoy aquí, dos enzimas muy importantes: la Piruvato-Deshidrogenasa, que lleva a cabo la descarboxilación oxidativa del piruvato, transformándolo en Acetil-Coenzima A, y la Citrato-Sintasa, o enzima condensante, como la llamó Ochoa, que incorpora el AcCoA al ciclo de Krebs, uniéndolo al oxaloacetato y, de este modo, sintetizando citrato. Esta coenzima fue desubierta por otro judío norteamericano, Lipmann, PN compartido con Krebs.
Feodor Lynen ganó el PN de Medicina en 1964 por sus estudios de la regulación del colesterol y de los ácidos grasos, premio compartido con el alemán de origen judío Konrad Bloch. La beta-oxidación de los ácidos grasos, que ocurre en la matriz mitocondrial, hoy se conoce como hélice de Lynen.
Por último, el inglés Peter Dennis Mitchell fue galardonado con el PN  de Química en 1978 por su desubrimiento del mecanismo quimioosmótico para la síntesis de ATP en bacterias, mitocondrias y cloroplastos.
En resumen, en la historia de los procesos catabólicos debemos destacar la preponderancia de científicos de origen judío: Meyerhof, Krebs, Warburg, H. Kornberg, A. Kornberg, Lipmann y Bloch, entre otros.

LOS HERMANOS: FREDERIC CUVIER Y PEDRO RAMÓN Y CAJAL

Hoy nos vamos a acordar de dos grandes científicos cuya fama quedó ensombrecida por tener un hermano genial.
Primero vamos a hablar del hermano de Georges Guvier: Frederic era 4 años más joven que el Maestro de la Anatomía Comparada, nació en 1774 y murió 6 años después, en 1838. Fue un zoólogo y paleontólogo como su hermano, además de botánico.
 En 1835 fue elegido miembro de la Royal Society británica, de la que su hermano fue miembro desde 1806.
Fue cuidador jefe de la menagerie o parque zoológico primitivo y aristocrático del MNHN de París, en el que trabajó su hermano. En 1825 le dio nombre al panda rojo:
 Ailurus fulgens, ailúrido del Himalaya.
En 1837 creó la cátedra de Fisiología Comparada en el Museo, como su hermano había creado la de Anatomía Comparada.
Se le puede considerar un precursor de la Etología, pues el propio Darwin lo menciona en "El origen de las especies" (cap. VII) por sus investigaciones del comportamiento animal y del instinto, distinguiendo entre hábito e instinto. También es mencionado en el capítulo 32 de "Moby Dick" por su libro sobre las ballenas, de las que hay numerosos esqueletos en el Museo:

También escribió con Geoffrey Saint-Hilaire, lamarckista convencido y catedrático de zoología en el Museo, la Historia Natural de los Mamíferos, en 4 volúmenes (1819-1842).

 Pedro, el otro Cajal, el Cajal desconocido.
Pedro, hermano más joven de Santiago, también fue neurocientífico.
 Los dos hermanos neurocientíficos.
En 1895 ganó la cátedra de histología de la UCA (Universidad de Cádiz). Su hermano Ramón había obtenido la cátedra de anatomía descriptiva de Valencia en 1882 y la de histología de Barcelona en 1887. En 1899 obtuvo la cátedra de ginecología de Zaragoza.
Extraigo del enlace anterior la siguiente lista de trabajos en neurociencia:

una mirada a su lista de publicaciones hace evidente la importancia y calidad de su trabajo, que le convierten, por méritos propios, en una de las figuras históricas de la Neurociencia española. Algunos de sus trabajos más importantes sobre la estructura comparada del sistema nervioso central son los siguientes:

• Aparato óptico central de las aves, reptiles y batracios (ha. 1890) Comunicación a la Sección 1ª de Anatomía. 1-2 pp.
• Las fibras colaterales de la sustancia blanca en la médula de las larvas de los batracios (1890) Gaceta Sanitaria de Barcelona. Octubre. Año II, n° 2: 78-89.
• Investigaciones de histología comparada en los centros ópticos de distintos vertebrados (1890). Memoria para la obtención del grado de doctor leída ante el Claustro de la Facultad de Medicina. Universidad Central. Facultad de Medicina de Zaragoza. Madrid. Imprenta Colonial: 1-47.
• Notas preventivas sobre la estructura de los centros nerviosos (1890) Gaceta Sanitaria de Barcelona, Año III, n° 1: 10-18.
• El encéfalo de los reptiles (1891) Trabajos del Laboratorio de Histología. Facultad de Medicina de Zaragoza: 1-33.
• Investigaciones micrográficas en el encéfalo de los batracios y reptiles. Cuerpos geniculados y tubérculos cuadrigéminos de los mamíferos (1894) Trabajos anatómicos, Facultad de medicina de Zaragoza: 1-88.
• Las células estrelladas de la capa molecular del cerebelo de los reptiles (1896) Revista Trimestral Micrográfica, 1: 221-222.
• Estructura del encéfalo del camaleón (1896) Revista Trimestral Micrográfica, 1: 131-167.
• Los corpúsculos nerviosos de axón corto o células sensitivas de Golgi en los vertebrados inferiores (1897) Revista Trimestral Micrográfica, 2: 29-32.
• El fascículo longitudinal posterior en los reptiles (1897) Revista Trimestral Micrográfica, 2: 153-162.
• Centros ópticos de las aves (1898) Revista Trimestral Micrográfica 3: 141‑197.
• Adiciones a nuestros trabajos sobre los centros ópticos de las aves (1899) Revista Trimestral Micrográfica 4: 77-85.
• La célula piramidal del cerebro en los reptiles (1899) Revista Trimestral Micrográfica 4: 73-76.
• El lóbulo óptico de los peces teleósteos (1899) Revista Trimestral Micrográfica 4: 87-107.
• Ganglio basal de los batracios y fascículo basal (1900) Revista Trimestral Micrográfica 5: 23-35.
• Algunas reflexiones sobre la doctrina de la evolución orgánica de los corpúsculos piramidales del cerebro (1902) La Clínica Moderna. Año 1, n° 1: 17-25.
• Origen del nervio masticador en las aves, reptiles y batracios (1904) Trabajos del Laboratorio de Investigaciones Biológicas. Universidad de Madrid 3: 153-162.
• Experiencias sobre los cambios de color de la piel del camaleón (1908) Asociación Española para el Progreso de las Ciencias: 1-9.
• Nuevo estudio del encéfalo de los reptiles (1917) Trabajos del Laboratorio de Investigaciones Biológicas de la Universidad de Madrid 15: 83-100.
• Nuevo estudio del encéfalo de los reptiles (1918) Trabajos del Laboratorio de Investigaciones Biológicas 16: 309-333.
• El cerebro de los batracios (1922) Libro en Honor de D. S. Ramón y Cajal. Tomo I: 13-60.
• Algunas reflexiones sobre la doctrina de la evolución de los corpúsculos piramidales del cerebro en la escala de los vertebrados (1938) Revista de la Sociedad Ibérica de Ciencias Naturales: 3-4.
• Lóbulos ópticos de las aves (1943) Trabajos del Instituto Cajal 35: 3-20.
• El cerebro de los batracios (1946) Trabajos del Instituto Cajal 38: 41-111.

UNA HERENCIA INCÓMODA: GENES, RAZA E HISTORIA HUMANA

 Mañana sale a la venta la traducción española del polémico libro A troublesome inheritance  (artículo sobre el libro en la wikipedia en inglés)del que fue periodista científico de Nature, Science y New York Times, Nicholas Wade.
Seguro que está muy interesante, contradiciendo al stablishment científico que ha pasado del racismo científico hasta la primera mitad del siglo XX al extremo contrario, hasta el punto de negar la existencia de las razas. Se niega el determinismo genético, pero se defiende el determinismo neurológico: La neurociencia ya puede predecir el comportamiento.
Entresaco una palabras sobre el libro de Wade en mis libros preferidos:
Pocas ideas han sido más perniciosas que aquellas que afirman que hay razas inherentemente superiores a otras. Por esa razón, el debate sobre las diferencias biológicas entre razas ha sido completamente proscrito del ámbito científico. La evolución humana, se insiste desde un inusitado consenso, acabó en la prehistoria. 
No obstante, el consenso parece ser erróneo. Wade demuestra a lo largo de este libro que la evolución humana siguió su curso, que el aislamiento en el que han vivido las distintas poblaciones a lo largo de los siglos ha propiciado ese desarrollo y que existen distinciones, divergencias, en el comportamiento y por tanto en las sociedades mismas. 

Rechazando sin ambages la noción de superioridad racial, este libro demuestra cómo nuestra información genética contiene una información vital para entender nuestra historia y las sociedades que la integran, y que la mejor forma de servir al interés público es buscando incesantemente sin miedo la verdad científica. 

COMTE Y EL POSITIVISMO

 Estatua de Comte en la Plaza de la Sorbona


En nuestro reciente viaje a París, de paseo por el Barrio latino, pasamos por diferentes edificios monumentales, como el Panteón Nacional:

con la inscripción "A los grandes hombres la Patria reconociente".

Aquí están los restos de 65 hombres y mujeres que han contribuido a la grandeza de Francia, entre ellos Marie Curie, dos veces Premio Nobel (de Química y de Física), y su marido Pierre. Aquí se instaló el famoso péndulo de Foucault, que sirvió de base a la novela de Umberto Eco, el cual demuestra la rotación de la Tierra y el efecto Coriolis:
En la Plaza donde está el Panteón también está la Facultad de Derecho de La Sorbona:
 
Bajando la rua que sale de esta plaza y girando al final a la derecha, llegamos a la Plaza de la Sorbona, donde hay una estatua del padre del positivismo y de la "religión" de la humanidad, considerado por algunos el padre de la sociología, aunque si admitimos esta paternidad, no debe extrañarnos la falta de carácter científico que frecuentemente tiene esta "ciencia".
 Comte, inaugurador de la tradición de investigación (en el sentido de Laudan) progresista, que creía que la ciencia había superado a la filosofía y ésta a la religión, así como ésta a la pura superstición y magia. Su teoría, por muy defensor de la ciencia que fuera, carecía de carácter científico o comprobación experimental. Más bien, la realidad en el último siglo ha demostrado la falsedad de su teoría.
Nos remitimos al artículo del profesor Alsina: revista Hespérides, donde le da un repaso al positivismo, calificándolo como la ideología de la sociedad industrial (o liberal-capitalista). Leemos en la wikipedia:  Su filosofía tuvo influencia tal que se fundaron países como Brasil en función de su filosofía, país en cuya bandera se lee Orden y Progreso, parte de la triada filosófica de Comte (Altruismo, Orden, Progreso). 


Los seguidores de su "religión" edificaron templos en Francia y París (paralelismo con el espiritismo, fundado por el francés Allan Kardec, pero que se extendió en Brasil, donde se estima que el 5% de la población es espiritista). Fue descrita por Thomas Huxley como Catolicismo menos cristianismo (disentimos de Huxley, para nosotros Catolicismo menos Cristianismo es Paganismo). En 1881 se organizó La Iglesia Positivista del Brasil. Tras pasar por un período brillante, con personalidades como Rondón, que le da nombre al Estado de Rondonia, entro en declive, pero aun existe en Brasil, como lo demuestra la foto superior, en Porto Alegre (Rio Grande do Sul).