La polimerasa contra la ignorancia

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Daniel Ochoa Gutiérrez

a María Eugenia Gutiérrez González y Arturo Ramírez Hernández,
por sus correcciones, lectura y consejos de estilo.

 

En días pasados, viendo una serie de televisión, un comercial de la pausa publicitaria me sorprendió. El comercial, que anunciaba un producto de telefonía móvil mexicana, se desarrolla en el aula de una universidad o una preparatoria durante una clase de biología. Justo cuando el maestro explica a sus estudiantes la función de la proteína más importante para la replicación del ADN, la polimerasa, uno de los estudiantes parece mucho más concentrado en lo que sucede en su celular. En ese momento, el muchacho dice: «La verdad, ¿qué es más interesante, la polimerasa o saber qué sucede con tus amigos en una red social?»

Yo, también estudiante de biología, me alteré un poco. Intenté tomarlo con calma, tranquilizarme, analizar lo que sucedía realmente en el comercial o buscarle el lado divertido. Incluso llegué a pensar que había escuchado mal. Pero una hora más tarde el comercial reapareció, y, como quien enfrenta sus peores demonios, supe que era real. Para el otro estudiante de biología, el del comercial, toda la información acerca de la polimerasa era menos importante que la información que se encontraba en la red social con el mayor número de mensajes al día en todo el mundo. Y entonces pensé: «Tengo algo que decir».

Después de indignarme, empecé a reflexionar un poco sobre los datos acerca del nivel educativo en nuestro país. Si los alumnos mexicanos de nivel básico, medio superior y superior tuvieran un grado de conocimientos óptimo en el área de ciencias, matemáticas y literatura, se entendería que la información acerca de la polimerasa les resultara muy poco atractiva: sería un conocimiento ya adquirido. Por suerte para mi investigación, justo esa misma semana se dieron a conocer los resultados de la prueba Enlace 2011, en la que se miden los conocimientos en las tres áreas mencionadas (el área de ciencias fue representada por geografía). La prueba se realiza cada año en México y el informe puede ser visto en el sitio web (http://enlace.sep.gob.mx/content/gr/docs/2011/ENLACE2011_versionFinalSEP.pdf).

Debo decir que los datos son desoladores. Aunque se hace hincapié en que el mejoramiento de cada una de las áreas es evidente en casi todos los casos, hay una diferencia abismal entre los estudiantes que obtuvieron una nota buena o excelente y los que obtuvieron una nota insuficiente o elemental.

Demos un breve vistazo a los datos. En el caso del nivel de educación primaria, el porcentaje de estudiantes que obtuvo una nota insuficiente o elemental fue de 63% para matemáticas, 60% para literatura y 66.1% para ciencias. En el caso del nivel de educación secundaria el porcentaje de estudiantes que obtuvo una nota por debajo de la media fue de 84.2% para matemáticas, 82.9% para literatura y 66.7% para ciencias. En el caso del nivel de educación medio superior (es importante detallar que la prueba se aplicó a los del último año de preparatoria), el porcentaje de estudiantes con una nota por debajo de la media fue de 75.3% para matemáticas y 54.3% para habilidad lectora, mientras que para ciencias no hay datos.

Yo sabía que estos datos reflejaban el nivel educativo de nuestro país, pero tenía que investigar si el fenómeno era nacional o global. Pensé que podría ser que en otros países hubiera porcentajes parecidos y que, como nudos de esa red, en México sólo seríamos parte de una mala prueba que arrojaría datos dramáticos en todos los países.

Existe otra prueba internacional conocida como Programa para la Evaluación Internacional de Alumnos de la OCDE (PISA, por sus siglas en inglés). Esta evaluación de conocimientos básicos se lleva a cabo cada tres años con un tema diferente y es aplicada  en adolescentes de 15 años. La prueba se hace en 30 países pertenecientes a la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE), a la cual pertenece México desde 1994 y en la que se encuentran países como Estados Unidos, Australia, Chile, Japón y Finlandia. En los resultados del 2000, 2003 y 2006, que conciernen a habilidad lectora, matemáticas y ciencias, respectivamente, México siempre obtuvo el último lugar. Es importante recalcar que la OCDE agrupa a los países tecnológica y económicamente más avanzados y desarrollados del planeta. Los países que la integran son conocidos incluso como el club de los países ricos, ya que proporcionan el 70% del mercado mundial y el 80% del Producto Nacional Bruto (PNB). Los datos se pueden obtener en la red.

El análisis de estos datos me lleva a pensar que la falta de interés por el conocimiento científico no se debe a su adquisición previa sino al momento social y cultural que vive nuestro país, donde la mayor de las violencias proviene de la ignorancia. En otras palabras, la ignorancia es nuestro mayor enemigo y no nos estamos defendiendo. Hay una batalla por delante. Armémonos de conocimiento para la lucha.

La interesante polimerasa

La polimerasa, como su nombre lo indica, es una proteína que «se dedica» a polimerizar. Por la polimerización las moléculas se unen para formar una entidad más grande. En específico, la polimerasa une bases nitrogenadas que son las unidades básicas del material genético (ácido desoxirribonucleico, ADN, y ácido ribonucleico, ARN). Las polimerasas que actúan sobre ADN son llamadas ADN polimerasas y las que actúan sobre ARN son llamadas ARN polimerasas.

La ADN polimerasa, en la que nos centraremos en este artículo, proporciona la unión de todas las bases nitrogenadas que se encuentran en nuestro genoma. Las bases se pueden pegar unas con otras de manera lateral (para formar una cadena o hebra) o de manera transversal (para unir un par de cadenas o hebras). La ADN polimerasa es capaz de unir las bases nitrogenadas de manera transversal formando una nueva cadena a partir de un molde previo. De esta manera puede duplicar toda la información que se encuentra en nuestra célula. Las bases que componen al ADN son la adenina, guanina, citosina y timina. Las dos cadenas de ADN unidas por enlaces hechos entre una base nitrogenada con otra de manera transversal tienen una correspondencia: a una adenina (A) siempre le corresponde una timina (T), y a una citosina (C) siempre le corresponde una guanina (G).

En el momento en que la célula requiere duplicarse, ciertas proteínas de señalización se unen a secuencias específicas del ADN anunciando que ahí es donde la polimerasa debe comenzar su actividad. Además de estas proteínas, existen muchas otras que se encargan de abrir las hebras de ADN, mantenerlas separadas o cortar cuando es necesario. Una vez acomodadas todas éstas, la polimerasa puede empezar a trabajar.

Al tener las dos hebras separadas, la polimerasa se coloca sobre una de las dos hebras. Al reconocer la base nitrogenada sobre la que está, la polimerasa coloca la base nitrogenada que le corresponde. Si se tiene una secuencia AAGTCCG, la polimerasa colocará TTCAGGC encima de ésta (de manera transversal) y así se complementará la cadena que estaba ya separada. Cuando la polimerasa termine las dos hebras separadas inicialmente, se formarán dos cadenas de ADN idénticas con dos hebras cada una.

Por simple que parezca, ésta es una de las adaptaciones mejor conservadas de la vida y ha funcionado desde hace miles de millones de años como mecanismo para duplicar el material genético y, por tanto, las células. Parece que en estos tiempos se debe de remarcar que, sabiendo esto, la función de la polimerasa es más que importante y más que interesante para el desarrollo de la ciencia y el estudio de los seres vivos, además de fascinante.

Algunos escépticos aún podrían pensar que una red social es mucho más grande y significa muchísimo más en sus vidas que una simple proteína. Habrá quien piense que la cantidad de información que se maneja en esas redes es abrumadora y que, en la era de la tecnología, este invento podría derrotar a un mecanismo ancestral que ya no está a la altura de nuestras computadoras. Veamos si esto es cierto.

En la red social que consulta nuestro desinteresado estudiante de biología, cada hora se publican alrededor de 2.7 millones de mensajes en todo el mundo, más que en ninguna otra red. Esto quiere decir que se publican unos 750 mensajes por segundo. Ya que cada mensaje puede tener hasta 140 caracteres como máximo, multipliquemos el número de mensajes por el número de caracteres (suponiendo que todos los mensajes fueran de 140 caracteres) y obtendremos la cantidad de información que se está manejando en esta red social por segundo o por hora. Esta multiplicación nos da la increíble cifra de 105 000 caracteres por segundo y alrededor de 378 millones de caracteres por hora. Parece difícil vencer esta cantidad de información generada en la red social, sobre todo cuando su contendiente es una proteína con un tamaño menor a un nanómetro (una milmillonésima parte de un metro). Analicemos sus números.

La polimerasa puede sintetizar por sí sola unas 21 bases por segundo, es decir 21 «caracteres» por segundo, haciendo una analogía con los caracteres de los mensajes de la red social. Esto significa que maneja unos 75 000 caracteres por hora. Hay que considerar que la polimerasa no trabaja sola. Si así fuera, tardaría muchos días en poder duplicar las casi 6 mil millones de bases que tiene una célula humana. Lo que sucede es que en realidad hay unas 5 000 polimerasas trabajando en equipo en cada célula para duplicar todo el genoma en un lapso de entre 8 y 10 horas. Con estos nuevos datos, las polimerasas juntas manejan una cantidad de información cercana a los 104 000 «caracteres» por segundo y unos 375 millones de «caracteres» por hora en cada una de nuestras células. Bastante impresionante para una molécula producto de la evolución natural. Aun así, la polimerasa parece estar un poco por debajo de la información que llega a manejar una red social cada hora. Pero faltan algunos datos.

Nuestro cuerpo no es una sola célula. El ser humano tiene alrededor de 1014, o 100 000 000 000 000 de células en todo su cuerpo. Si tomáramos en cuenta el valor de las polimerasas trabajando en todo nuestro cuerpo al mismo tiempo, el valor sería inmenso. Hay que recalcar que no es que todas las células de nuestro cuerpo se dupliquen todo el tiempo, pero con un 0.00001% que se esté reproduciendo en sincronía (ésta es la cantidad aproximada de células que se duplicarían para curar un raspón de 10 cm2 o de 3.3 cm por 3.3 cm) habría más de 1012,o 1 000 000 000 000, de «caracteres» manejándose en nuestro cuerpo por segundo. Si alguien quiere hacer una prueba estadística para ver si este valor se acerca a la cantidad de información que manejan todas las redes sociales juntas, puede hacerlo, la mayoría de los lectores sabrá de antemano el resultado.

Mientras el joven del comercial escribe un mensaje de unos cuantos caracteres sobre la fiesta del viernes, las polimerasas ya replicaron la información de billones de «caracteres» en su cuerpo. Es evidente que él no lo sabe. Quizá por ello le parece mucho más interesante lo que sucede en una red social que lo que sucede en su cuerpo.

Con la impresionante capacidad de conexión que nos ha dado internet, la información está en todos lados. La facilidad de poderse conectar a la red desde un celular podría ser utilizada para aprender y ampliar el conocimiento, no para disminuirlo. Las redes sociales pueden ser mucho más que sólo una forma de entretenimiento. De hecho, no tienen por qué ser una línea de fuga para escapar del conocimiento e imponer una ignorancia que tanto nos afecta como país y que consume el interés por la ciencia. Ese interés por el aprendizaje, que nos puede llevar a crecer y a mejorar como sociedad, sólo puede venir de nosotros, de nuestras ideas, de nuestra capacidad para distinguir, dentro o fuera de las redes sociales, qué es lo más importante para nuestra vida: banalidad o conocimiento. Ningún comercial debería despreciar las maravillas de la ciencia y las cosas que a los científicos y tecnólogos nos sorprenden todos los días.

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Daniel Ochoa Gutiérrez estudia Biología en la Facultad de Ciencias de la UNAM y forma parte del consejo editorial de Cuadrivio.

Revista cultural

1 comentario

  1. Alejandro Sanchez

    6 Noviembre, 2011 at 10:45

    Muy interesante. Es una lastima que les parezca mas interesante lo que puede hacer un telefono a lo que podrian aprender y que ayudaria a que se desarrollara (bio)tecnologia en el pais. Te falto decir que de los paises de la OCDE, Mexico es el que invierte menos dinero en investgacion (0.4% del PIB), mientras que paises como Suecia encabezan ese rubro.

    Ademas, siempre he pensado que deberia existir una ley para regular la publicidad en el pais, sobre todo cuando usan el estandarte de “ciencia” como lo hacen los productos para bajar de peso, cosmeticos y otros.

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