Nobel de Química 2012: Robert J. Lefkowitz y Brian K. Kobilka

Los científicos estadounidenses Brian Kobilka y Robert Lefkowitz han ganado el premio Nobel de Química 2012 por sus investigaciones sobre un tipo de receptores de la membrana de las células que regulan múltiples funciones biológicas.

De los receptores acoplados a proteínas G, como se denominan, depende la actividad de hormonas como la adrenalina o la leptina, así como de neurotransmisores como la serotonina o la dopamina. Regulan, por lo tanto, desde el apetito al estado de ánimo, pasando por la tensión arterial, el tono muscular o las reacciones ante situaciones de estrés.

Aproximadamente la mitad de los fármacos existentes actualmente basan su eficacia en la acción de estos receptores, ha destacado la Real Academia de Ciencias de Suecia al anunciar el galardón. Su conocimiento detallado, gracias a las investigaciones de Kobilka y Lefkowitz, ayudará a desarrollar nuevos fármacos más eficaces y con menos efectos secundarios.
Lefkowitz (Nueva York, 1943) es profesor de la Universidad Duke en Durham, en Carolina del Norte. Kobilka (Little Falls, Minnesota,1955), de la Universidad de Stanford en California. Ambos compartirán los 8 millones de coronas suecas (unos 900.000 euros) del premio.
Los receptores de la membrana son estructuras microscópicas que permiten a las células captar señales de su entorno y reaccionar. Vienen a ser como los órganos de los sentidos de las células. Dentro de los receptores, una de las familias más importantes son los receptores acoplados a proteínas G en los que han trabajado Lefkowitz y Kobilka.

Lefkowitz hizo su primer gran descubrimiento con la adrenalina. Cuando inició sus investigaciones, ya se sabía que eleva la tensión arterial y acelera el pulso. Se sabía también que no entra en el interior de las células sino que actúa desde el exterior. Pero cómo conseguía provocar efectos drásticos en las células desde fuera era un enigma.
El investigador marcó moléculas de adrenalina con isótopos radioactivos para poder ver adónde iba la hormona en las células. La técnica es similar a la de poner collares de radio a los osos para tenerlos localizados en la montaña, pero a escala microscópica. Lefkowitz consiguió identificar así en los años 70 los receptores de la adrenalina, llamados receptores beta-adrenérgicos. Una vez identificados, pudo estudiar cómo funcionan.
El segundo gran descubrimiento llegó cuando Kobilka se unió al equipo de Lefkowitz en los años 80. Kobilka aceptó el difícil reto que le propuso Lefkowitz de buscar el gen del receptor beta-adrenérgico. Cuando lo encontró, vio que era muy similar a un receptor que capta luz en el ojo. A partir de ahí, se descubrió que hay una familia enorme de receptores similares: los receptores acoplados a proteínas G que han merecido el Nobel.
Son tan importantes para el cuerpo humano que hay alrededor de mil genes para producir estos receptores. Esto significa que aproximadamente uno de cada 25 genes humanos está especializado en la producción de receptores acoplados a proteínas G.
"Son la puerta de entrada a las células para muchas hormonas y neurotransmisores distintos; regulan casi todos los procesos fisiológicos conocidos", ha explicado Lefkowitz en una rueda de prensa telefónica tras anunciarse el premio.
Esto explica que una gran variedad de fármacos actúe a través de los receptores acoplados a proteínas G. Entre ellos, la academia sueca destaca los betabloquentes para la hipertensión, anithistamínicos para las alergias y los fármacos que actúan sobre la dopamina y la serotonina para el parkinson y las depresiones.

Nobel Medicina 2012

El científico británico John B. Gurdon y el japonés ShinyaYamanaka han ganado el premio Nobelde Medicina 2012 por sus investigaciones pioneras en clonación y células madre.
"Sus descubrimientos han revolucionado nuestra comprensión de cómo se desarrollan las células y los organismos", destaca la Asamblea Nobel en el comunicado en el que anuncia la concesión del premio. Estos avances "han creado nuevas oportunidades para investigar enfermedades y desarrollar métodos para diagnósticos y terapias".
Gurdon, de la Universidad de Cambridge (Reino Unido), sentó las bases de la clonación en experimentos realizados en ranas en 1962. Sus investigaciones fueron claves para la clonación de la oveja Dolly y, posteriormente, de mamíferos de otras especies.
Yamanaka, de la Universidad de Kioto, sentó las bases de las investigaciones actuales con células madre al demostrar en 2006 cómo se pueden obtener las llamadas células madre pluripotentes a partir de células adultas. Las células pluripotentes tienen el potencial de diferenciarse en cualquier otra célula del organismo, por lo que se espera poder utilizarlas en un futuro próximo para regenerar órganos y tejidos dañados.
Según el acta del premio, Gurdon (Dippenhall, 1933) y Yamanaka (Osaka, 1962) reciben en Nobel "por el descubimiento de que las células maduras se pueden reprogramar para convertirse en pluripotentes".

Reprogramar: este es el concepto clave que une los trabajos de Gurdon y de Yamanaka.
Gurdon reprogramó organismos enteros y Yamanaka, células individuales. A raíz de sus trabajos, destaca la Asamblea Nobel, “se han reescrito los libros de texto y se han creado nuevos campos de investigación”.
Antes de estos descubrimientos, biólogos y medicos pensaban que el desarrollo de un organismo es un viaje en sentido único. Desde la concepción hasta la muerte, las células se transforman para formar unos tejidos u otros. Una vez transformadas, se pensaba, no pueden volver atrás. Es decir, no pueden reprogramarse.
Gurdon fue el primero que cuestionó este dogma al demostrar, en 1962, que la especialización de las células es reversible. Su investigación fue inicialmente recibida con escepticismo, pero finalmente aceptada después de que otros científicos confirmaran sus resultados.
En su experimento, extrajo el núcleo de un óvulo de rana y lo sustituyó por el núcleo de una célula intestinal, también de rana. Si el desarrollo de un organismo fuera un viaje de sentido único, como se pensaba entonces, la célula intestinal no hubiera podido volver atrás para ser de nuevo un óvulo. Pero Gurdon observó que, a partir del óvulo en que había introducido el núcleo de una célula intestinal, se desarrolló un renacuajo perfectamente normal. Por lo tanto, sí podía volver atrás. Había reprogamado el óvulo.
Yamanaka, por su parte, se preguntó por qué las células de un embrión tienen la capacidad de convertirse en cualquier tejido del organismo. Razonó que esta capacidad tenía que estar regulada por algunos genes y empezó a buscar genes candidatos .
En aquel momento, hace aproximadamente una década, había una gran expectación en torno a las investigaciones con células madre embrionarias para desarrollar terapias de medicina regenerativa. Pero las investigaciones con células embrionarias se veían obstaculizadas por el rechazo de algunos sectores religiosos. Y planteaban además un inconveniente técnico: aunque se desarrollaran tejidos a partir de células embrionarias para regenerar órganos enfermos, una vez se implantaran en los pacientes serían rechazados por su sistema inmunitario. En cambio, razonó Yamanaka, si se pudieran crear células madre a partir de células de los propios pacientes, no serían rechazadas por el sistema inmunitario. Y tampoco serían rechazadas por los sectores religiosos contrarios a utilizar células embrionarias.

En una investigación que revolucionó el campo de la medicina regenerativa, Yamanaka descubrió que sólo cuatro genes eran suficientes para transformar células adultas en células como las de un embrión –a las que llamó células madre plutipotentes inducidas, más conocidas como células iPS-. A diferencia del descubrimiento de Gurdon, que había sido recibido con escepticismo, el de Yamanaka fue reconocido inmediatamente como un hito.

Nobel Fisica 2012

El científico francés Serge Haroche y el estadounidense David Wineland han ganado el premio Nobel de Física por sus investigaciones pioneras en el campo de la óptica cuántica.
“Los premiados han abierto la vía a una nueva era de experimentación en la física cuántica al demostrar la observación directa de partículas cuánticas individuales sin destruirlas”, destaca la Real Academia de Ciencias de Suecia en el comunicado en que anuncia los premios Nobel.
Sus descubrimientos han sentado las bases de la actual investigación fotónica, que aprovecha las propiedades de las partículas de la luz (los fotones) para crear nuevas tecnologías y profundizar en la comprensión de las leyes físicas. Entre los avances que se han derivado de esta línea de investigación, la academia sueca destaca los ordenadores cuánticos ultrarrápidos y los relojes cuánticos ultraprecisos.
Haroche, de 68 años, es profesor del Collège de France y de la École Normale Supérieure en París. Wineland, también de 68 años, es físico del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) en Boulder (Colorado, EE.UU.). Ambos compartirán los 8 millones de coronas suecas (unos 900.000 euros) del premio.

Trabajando de manera independiente, Wineland y Haroche consiguieron un hito que se consideraba inalcanzable: manipular partículas individuales sin que se perdieran sus propiedades cuánticas. Wineland lo consiguió utilizando fotones para inmovilizar átomos con carga eléctrica (iones) y estudiar sus propiedades. Haroche lo consiguió utilizando la estrategia opuesta: utilizó átomos para inmovilizar fotones y estudiar sus propiedades.
Antes de que Wineland y Haroche presentaran estos avances, no era posible investigar experimentalmente las propiedades cuánticas de las partículas. Tampoco era posible desarrollar nuevas tecnologías basadas en estas propiedades.
Dado que las partículas individuales pierden sus propiedades cuánticas en cuanto interactúan con su entorno, las investigaciones se veían limitadas a trabajos teóricos hasta que Wineland y Haroche lograron capturarlas y estudiarlas una a una.
“Sus métodos innovadores han permitido hacer los primeros pasos hacia la construcción de un nuevo tipo de ordenador superrápido basado en la física cuántica”, destaca la academia sueca. Fue el propio Wineland quien demostró por primera vez que era posible hacer operaciones de computación con bits cuánticos (o qubits). Aunque estas operaciones se han limitado hasta ahora a unos pocos qubits, “no hay motivo para pensar a priori que no sea posible conseguir estas operaciones con muchos más qubits”. El ordenador cuántico, según la academia sueca “tal vez cambiará nuestra vida diaria de un modo tan radical como el ordenador clásico la cambió en el siglo pasado”.
También Wineland construyó un reloj cuántico cien veces más preciso que los relojes atómicos de cesio que se utilizan actualmente para medir el tiempo. Su precisión es tan alta que, si se hubiera puesto en marcha al principio del tiempo hace 13.700 millones de años, cuando se produjo el big bang, hoy día sólo estaría desfasado por cinco segundos.

QUÍMICA ORGÁNICA (formulación 2º bachillerato)

Cuadro de grupos funcionales.:
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Ejercicios Formulación  nomenclatura orgánica.:
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