miércoles, 7 de julio de 2010

De tamaños y formas (I): Cuestión de escala


Bien, intentemos empezar una entrada con un título que alude a “tamaños” sin que el lector piense mal…

…vale, demasiado tarde. Prosigamos.
Cuando estuvimos hablando de las proteínas Vault, hace ya unas cuantas entradas, hicimos hincapié en su descomunal tamaño. Para ello, las comparamos con el tamaño de los ribosomas, maquinaria molecular de las más grandes que pueblan la célula. Bien, puede ser que no todos los lectores estén muy al tanto de la escala a la que nos referimos cuando hablamos de ADN, proteínas, o células, en general. Incluso los que trabajamos a diario con estos elementos a veces perdemos la perspectiva de su tamaño, y de vez en cuando está bien pararse un segundo para levantar la vista del microscopio y tener una visión de conjunto.



En primer lugar, repasemos las escalas. Siendo el metro una unidad de referencia, todos tenemos claro cuánto mide un centímetro (cien veces menos que un metro) y cuánto un milímetro (mil veces menos). Aunque un milímetro es una medida ínfima para la mayoría de usos cotidianos, es algo gigantesco en términos celulares: en un milímetro cuadrado caben  500 bacterias de la especie E. coli, aproximadamente. Por lo tanto, la medida que más usaremos será el micrómetro o micra (una millonésima de metro, y representado como μm). Llegados a este punto, y dado que vamos a seguir bajando, es más cómodo utilizar las potencias de diez, con lo que una micra es 1x10-6 metros (sería lo mismo que 1/1000000 metros). El siguiente escalafón, y el último en que nos detendremos por ahora, son los nanómetros (1x10-9 m). Con esto ya podemos hacernos una idea del tamaño de los protagonistas más habituales de este blog. Hay que señalar que una medida muy utilizada es también el ångström (Å) (1 Å= 1m x 10-10 = 0,1 nm), especialmente cuando se trabaja a nivel molecular.

Pinchando en el pie de la imagen que tenéis a continuación, accederéis a una animación que me ha parecido de lo más ilustrativa para este tema: empezando por un grano de café (unos 12 mm) y otro de arroz ( 8 mm), si desplazáis la barra iréis ampliando el zoom hasta llegar a observar un átomo de carbono (0.34 nm). Por el camino, os iréis cruzando con los elementos que hemos comentado más arriba. Impresionante, ¿verdad?


Impresionante comparativa de tamaños (ya estáis pensando mal otra vez...) pinchando aquí.


A modo de resumen:


Célula bacteriana (E.coli) =  2 μm de largo por 0.5 μm de diámetro
Célula de levadura (S. cerevisiae) = 5–10 μm de diámetro
Oocito humano = 100 μm (0.1mm)
Célula hepática humana = 20 μm
Eritrocito humano (glóbulo rojo)= 7 μm
Grosor de la membrana plasmática= 10 nm
Ribosomas = 20 nm
Hemoglobina (proteína) = 6.5 nm
Aminoácidos (unidades que forman las proteínas) = 0.7 - 2 nm
Ancho de la doble hélice de ADN = 2 nm
Nucleótidos (unidades que forman la cadena de ADN) = 0.33 nm

Otra representación más sencilla y gráfica de la escala a la que nos referimos (sacado de aquí )


De lo que más hablamos en este blog científico-lúdico, generalmente es de proteínas (no en vano ellas son las grandes protragonistas de la épica historia por entregas Batablanca); sin embargo, la variedad en estas piezas claves para la vida es tal que podemos encontrar una diversidad de tamaños y formas inabarcable, desde diminutas piezas con labor estructural o señalizadora, hasta macroestructuras complejas y grandes, como las mencionadas partículas VAULT o los ribosomas de los que hablaremos en la próxima entrega.





De izquierda a derecha, todas estas estructuras proteicas ofrecen tamaños para todos los gustos: Una inmunoglobulina (lo que se conoce como "anticuerpos"), la hemoglobina (proteína transportadora de oxígeno;hablamos de ella un poco aquí), la insulina ( regula la entrada de glucosa en las células), la adenilato quinasa (un enzima  responsable del balance energético), y el donut de la derecha del todo es la glutamina sintetasa (otra enzima). Sacado de la siempre resultona wikipedia.


Entenderán los lectores que estructuras tan diminutas son imposibles de ver incluso con el mejor de los microscopios. Para entender cómo están formadas estas moléculas, se deben utilizar técnicas indirectas, como la cristalografía de rayos X o la resonancia magnética nuclear (RMN). Por lo tanto ( y siento defraudar a muchos), las preciosas estructuras coloridas y retorcidicas que pueblan estas páginas son representaciones creadas por ordenador a partir de datos tan sosos y poco visuales como son coordenadas atómicas, o en otros casos, fotografías obtenidas por microscopía electrónica que permiten hacerse una idea de la forma de las moléculas, sin poder entrar en más detalles.



Con toda esta composición de lugar, podemos fijarnos ahora en que el tamaño de las proteínas VAULT era bastante importante; dijimos en su momento que dentro de estas cacho bestias cabían dos ribosomas, lo que nos lleva a la segunda parte de este post, donde hablaremos de los Ribosomas y su curiosa (divertida) forma.






9 comentarios:

  1. Por ser más detallistas, dijiste que los dos ribosomas podían echar una partida de cartas dentro, así que también hay espacio para la nanobaraja. Qué chulada de animación, me he tirado un buen raro dándole p'alante y p'atrás.

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  2. Brutal este post!!
    Maestro de maestros, escribe un libro de ciencias naturales... nuestros ninyos y mayores dejarán de ver dificultades incomprensibles, para admirar por fin la estructura de la vida.

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  3. Pues no veas copepodo si pueden dar juego los ribosomas, y no sólo de cartas...

    A ver si no tardo tanto en currarme la siguiente parte; querido banchsinger, tú fíjate si me cuesta escribir dos tontadas, de semana en semana, ¡como para escribir un libro de ciencias! Ay, qué ingenuidad...

    Gracias por los comentarios, compañeros.

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  4. Lo de los tamaños da siempre mucho vértigo, pero tanto hacia un lado - micromundo- como hacia el otro - la esfera de las macros-, resulta siempre díficil de imaginar...por eso todo artilugio comparativo del tipo que sea es la única forma posible de que nuestro cerebrin se haga una idea de lo que estamos hablando. (Mola el enlace que has puesto).Así que siempre por comparación, si es que cuando de tamaños se habla...pues ya se sabe...todo es relativo.
    Gracias por el post tan ilustrativo Dr Litos.

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  5. ¡Muy buen post, sí señor!

    Ahora sí que entiendo mucho mejor tantas cosas que había leído antes, y de las cuales no me había enterado demasiado...

    Y muy interesante el "escalímetro online", ¡ayuda mucho!

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  6. Muy interesante, a la par que ilustrativo.
    Ahora sólo espero conocer pronto a esos ribosomas. Ya los imagino como aquellos jugadores de cartas que pintó Cézanne, jugando también con tamaños y formas...

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  7. Vaya!
    Uno nunca sabe la cantidad de buenos blog que hay por la blogesfera, no dudes que me pasaré por aquí (siempre que lo recuerde)...
    Muy buena postal, en estos temas estoy,...¿cómo se dice?...muy pez !!!
    Saludos

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  8. Ciertamente Fairygu, se podría escribir lo mismo acerca de los tamaños brutales de planetas, astros y galaxias... en otra ocasión. Apuntado queda.

    Maremoto, no te pierdas la continuación, ahí sí que podrás de una vez por todas reafirmarte o renunciar a tu lema "las formas... no son nada!".

    Tranquila Consuela, estoy en ello. Aunque no los voy a pintar jugando a las cartas, seguro que os sorprenderá lo que os tengo preparado.

    Bienvenido, S. Belizón! Espero que no dejes de visitarnos: un comentarista que viene de un blog con el nombre de nuestro amadísimo Darwin es todo un lujo! Espero que le eches un vistazo a nuestros numerosos homenajes al gran amigo barbudo.

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  9. Gracias Dr.!!, no dejes de describirnos el mundo micro-nano métrico, lo haces de una manera muuy especial y "aparentemente" realista, es todo un placer.

    El enlace y toda la página no tiene desperdicio, muy didáctico...

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