Biología y Geología AVANCES CIENTÍFICOS DEL SIGLO XXI DICCIONARIO CIENTÍFICO Este material es una obra colectiva concebida , diseñada y creada en el depar tamento de Ediciones Educativas de Gra zalema / Santillana . En su elaboración han par ticipado: Belén Álvarez Garrido Daniel Masciarelli García EDICIÓN E JECUTIVA Begoña Barroso Nombela DIRECCIÓN DEL PROYECTO David Sánchez Gómez El depar tamento editorial de Ediciones Gra zalema , S . L . / Sanoma Educación, S . L . U. , desea agradecer a Maite López-Sáez Rodríguez-Piñero, a Antonio Brandi Fernández y a Teresa Grence Ruiz su inestimable par ticipación en este proyecto. Las actividades de este libro no deben ser realizadas en ningún caso en el propio libro. Las tablas, esquemas y otros recursos que se incluyen son modelos que deberán ser trasladados a un cuaderno. 3 E S O
Índice Avances científicos del siglo xxi Fabricación «exprés» de vacunas frente a la pandemia de la COVID-19 4 La alimentación del futuro 6 El camino hacia un corazón bioartificial 8 Premio Nobel para los investigadores del virus de la hepatitis C 10 Primer exoesqueleto biónico para niños y niñas con parálisis 12 Ciencia para volver a ver 14 Neuronas artificiales para combatir enfermedades crónicas 16 Dispositivo biomédico para detectar el cáncer de mama 18 Nuevas tecnologías sísmicas 20 El futuro de la ciencia 22 Diccionario científico 25
Avances científicos del siglo xxi
De ácidos nucleicos (ARN mensajero) BioNTech/P fizer y Moderna Estas vacunas contienen parte de las «instrucciones» del virus que causa la COVID-19. Esto permite a las propias células del organismo producir una proteína que es específica del virus. De vectores víricos AstraZeneca/Oxford y Janssen/Johnson & Johnson Estas vacunas utilizan un virus diferente e inofensivo para vehicular las «instrucciones» del virus causante de la COVID-19. Esto permite a las propias células del organismo producir la proteína específica del virus de la COVID-19. ¿Cómo se han desarrollado tan rápidamente las vacunas contra la COVID-19? ✓ Algunas vacunas contra la COVID-19 se desarrol laron usando métodos idénticos a los empleados para otras vacunas. Eso signif ica que se pod r á n u t i l i z a r l a s e s t r u c t u r a s e x i s t e n t e s p a r a fabricar vacunas contra la COVID-19 en grandes cantidades. ✓ Algunas vacunas contra la COVID-19 se han elaborado utilizando métodos nuevos que pueden aumentar el volumen y acelerar la velocidad de p r o d u c c i ó n e n c o m p a r a c i ó n c o n o t r o s t i p o s de vacunas. ✓ Los científicos pudieron acelerar algunas partes del proceso combinando diferentes fases de ensay os clíni cos o reali zando al gunos estudios al mi smo tiempo. La Agencia Europea de Medicamentos empezó a examinar los datos resultantes antes incluso de que las empresas le solicitaran autorización . ✓ Se han efectuado inversiones enormes para pon e r r á p i d a m e n t e a p u n t o v a c u n a s c o n t r a l a COVID-19. ✓ Las empresas están aumentando su capaci dad para producir rápidamente millones de dosis de vacunas autorizadas contra la COVID-19. Comisión Europea Fabr icac ión «exprés» de vacunas frente a l a pandemi a de l a COVID-19 > Explica qué ocurre cuando el sistema inmunitario de una persona vacunada reconoce en su cuerpo una proteína que es específica de un virus. > Escribe un breve texto sobre la importancia que ha tenido el rápido desarrollo de vacunas frente a esta pandemia. Vacunas aprobadas por la Comisión Europea De 10 año s a 1 : vacuna s s egu ra s en t iempo ré cord . 4
Luis Enjuanes, Isabel Sola y Sonia Zúñiga en el Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB-CSIC). «Las vacunas [que ya están disponibles] son muy positivas porque proporcionan protección , pero no son perfectas; son susceptibles de mejoras. Por eso hay que continuar investigando e innovando y mejorando [nuevas vacunas]». Precursora de las dos primeras vacunas autorizadas frente al SARS-CoV-2 y fabricadas con la nueva tecnología del ARN mensajero, que han demostrado su seguridad y eficacia. En 1984 dio el primer gran paso al sintetizar el ARN mensajero, p ero su apli cación en l a práctica se enfrentaba con dos problemas imp o r t a n t e s : u n a f u e r t e r e a c c i ó n i n f l a m a t o r i a y u n a p r o du c c i ó n e s c a s a d e p r o t e í n a p o r p a r t e de las células inmunitarias. Fueron necesarios muchos años de trabajo constante, entrega , fortaleza y grandes esfuerzos para que Kari kó y Wei ssman (colaborador suyo) consigui esen , en Fi l adel f ia , liderar un imp or t ant e equip o d e inv e st i gadore s , s o luc ionando e sto s probl ema s al obtener un ARN modificado (2005) y envolverlo en nanopartículas lipídicas (2014) que faci litasen su entrada en las células y que, post eriorment e, se utilizarían en el desarrollo de las vacunas. Asociación Española de Vacunología Kat al i n Ka r i kó 1955. Szolnok. Hungría Doctora en Bioquímica > Investiga y describe cómo es la vacuna del equipo de Luis Enjuanes. Las vacunas españolas El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) trabaja en tres prototipos de vacuna . Mariano Esteban y Juan García Arriaza (CNB-CSIC). «Debe haber varias vacunas contra la COVID-19. No va a haber una vacuna ganadora —la ganadora es la sociedad—, sino una secuencia de varias que se irán incorporando poco a poco como fármacos contra el SARS-CoV-2». Vicente Larraga, del Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB-CSIC). «La carrera por conseguir la vacuna es de resistencia , no de velocidad». > Busca información sobre Katalin Karikó. Describe cómo fue su vida académica y profesional hasta conseguir la aprobación de sus investigaciones. La mad re de l a vacuna cont ra l a COV I D: todo el mundo pen s aba que e ra una l ocu ra . E l Pa í s En 2020 s e aproba ron l a s do s pr ime ra s vacuna s frente al SARS - CoV-2 , obtenida s con l a nueva te cnol og í a del ARN men s aje ro. 5
Diccionario científico
A 26 Abs orc i ón int e st ina l . Pa s o d e nutr i ent e s re sul t ant e s d e l a di - ge st i ón a t rav é s d e l a s p a re d e s del intestino hacia la sangre. A c o m o d a c i ó n (o j o) . C a m b i o qu e se produc e en l a cur vatura del cri stalino para que los rayos de luz se enfoquen correctamente sobre la retina . Acto ref lejo. Respuesta motora rápida y automática del si stema ner vioso ante un estímulo. Es un acto involuntario, que se elabora y coordina en la médula espinal sin intervención del cerebro. Es la conducta motora más simple. Aditivo alimentario. Sustancia quími ca sin valor nutr it iv o qu e se añad e en p equ eña s cant i d a - des a los alimentos para evitar la de sc ompo si ción o modi f i car su color, olor o sabor. Adolescencia. Periodo de la vida en que se producen cambios en el desarrollo físico y psicológico y en los comportamientos sociales, que tiene lugar aproximadamente entre los 10 y los 19 años. Adrenalina . Hormona segregada por la médula o zona interna d e l a s g l ándu l a s supra r rena l e s . En situaciones de estrés, alarma , mi edo, p eli gro o incluso excit ac i ó n , e l o r g a n i sm o l i b e r a e s t a sustancia para poder enfrentarse a situaciones de riesgo. Al érgeno. Sustanci a que puede producir una respuesta alérgica . Al erg i a . Reac c ión p er judi c i al y exagerada del sistema inmunitario a una sustancia que normalmente es inofensiva en las mismas condiciones y cantidades. Alimento. Sustancia sólida o líquida que, introducida en el or - g a n i sm o , e s t r a n s f o r m a d a p o r e s t e p a r a l a o b t e n c i ó n d e n u - trientes. Alve o lo pulmonar. E str uctura pulmonar donde se produce el intercambio de gases respiratorios, oxígeno y dióxido de carbono, entre l a sangre y el aire cont enido en los pulmones. Amenorrea. Ausencia de menst r u a c i ó n . D e l g r i e g o , a: ‘ n e g a - ción’, men: ‘mes’, y rheos: ‘ f lujo’. Anatomía. Estudio de las características de las diferentes estructuras que constituyen el cuerpo de l o s s e re s v iv o s , d e su f orma , localización y relación . An e j a s . E st r u c tu ra s qu e g u a r - d a n u n a e st re c h a re l a c i ó n c o n un órgano o los órganos pr inci - pales en un sistema . Anti c onc eptiv o. Fármac o , di spositivo o método de acción que e v i t a l a o v u l a c i ó n , l a f e c u n d a - ción del ovocito por el espermat o z o i d e o l a i m p l a n t a c i ó n d e l embrión . Anticuerpo. Proteína producida por los linfo citos B de l a sangre cuya func ión e s bloqu ear l a acción de los antígenos.
A 27 > Sabiendo la definición de arteria y que -ola es un sufijo latino que significa ‘pequeño’, ¿qué significará el término arteriola? Ant í geno . Cua l qui e r su st an c i a ajena al organismo capaz de provocar una respuesta inmunitaria específica , humoral o celular. Ap a ra t o . Un i d a d e st r u c tu ra l y f u n c i o n a l d e l c u e r p o h u m a n o formada por órganos aso ci ados con una estructura di stinta . Por e j emplo, lo s aparato s di ge st iv o, respiratorio, circul atorio, urinario y locomotor. Arco ref lejo. Circuito ner v ioso, en el que par ticipan tres neuron a s (s e n s i t i v a , d e a s o c i a c i ó n y motora), que recorre la información desde el receptor de un estímulo hasta el efector en un acto ref lejo. Ar t er i a . Va s o san guín e o p or e l que circula la sangre que sale del corazón hacia los distintos órganos del cuerpo. Sus paredes son gruesas, resistentes y elásticas. Articulación. Zona en la que se unen uno o más huesos. La may o r p a r t e d e l a s a r t i c u l a c i on e s son móviles. At e r oma , p l a c a d e . Ac umu l a - c ión d e l ípi do s , pr inc ipalment e colesterol , en una pared inf lamada de una arteria . Axón. Prolongación larga de una n eurona p or l a qu e se transmi - ten impul sos ner viosos desde el cu er po d e di cha n eurona hast a o t ra n eu rona o c é lu l a e f e c t o ra . Del latín , axis: ‘eje’. Bacterias. Organi smos unicelulares procariotas que pueden ser beneficiosos o perjudiciales para las personas. En una enfermedad infecciosa , actúan como agentes patógenos invadiendo las células o liberando toxinas. Los antibióticos las destruyen o impiden su crecimiento. Bilis. Líquido amarillento, segregado por el hígado, que se almac ena en l a v e sí cul a bi l i ar d e sd e dond e se v i er t e al duod eno durante la digestión . Bioel emento s . El emento s quí - mi c o s qu e f o rman l o s s e re s v i - vos, como el oxígeno, el carbono, el hidrógeno y el nitrógeno. Biomoléculas. Moléculas químicas constituidas por bioelementos que forman los seres v ivos y que tienen una función estructural o participan en el metaboli smo celular o en otras funciones. O H H B omb a v o l c án i c a . Fra gm e n t o sólido o piroclasto expul sado en una erupción volcánica que puede tener un tamaño desde 65 milímetros hasta un metro. Br on q u i t i s . In f l ama c i ó n d e l a mucosa de los bronquios producida por una infección por virus o b a c t e r i a s o c au s a d a p o r su s - tancias irritantes, como el humo d e l t a b a c o . P u e d e s e r a g u d a o crónica . Anticuerpo Antígeno B
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