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Departamento de Química Inorgánica
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Curiosidades

La asímetría molecular de la vida

Estamos tan habituados a la simetría que ésta se ha convertido incluso en un canón por el que, no en pocas ocasiones, se mide la belleza de edificios, cuadros, esculturas, pero incluso de teorías científicas. De hecho, Einstein formuló su teoría de la relatividad en base a una asunción radical de las consecuencias de la simetría sobre el espacio-tiempo. La física de partículas está repleta de simetrías que dictan las fuerzas fundamentales, las leyes de conservación, e. incluso, la propia naturaleza de las partículas.

No encontraremos dos copos de nieve iguales, pero todos los que observemos tendrán en común su simetría hexagonal. Desde las partículas elementales, hasta la mente que diseña una catedral, pasando por un copo de nieve, un cristal de cuarzo o una hoja de una planta, la simetría parece un continúo universal,

Y, sin embargo, la belleza de un edificio de Gaudí estriba precisamente en la ausencia de simetría en el detalle. El cuerpo humano tiene una simetría bilateral aproximada. Pero tomemos una fotografía de un rostro, y con la ayuda de un ordenador, recreemos dicho rostro a partir sólo de su mitad derecha (o izquierda), generando la otra mitad mediante un efecto de espejo. ¡No es la perfecta simetría lo que nos atrae de un rostro!

Los aminoácidos, que forman las proteínas y son la base de la química de la vida, son quirales, es decir, existen bajo dos formas que se diferencian de la misma manera que lo hacen la mano derecha y la izquierda (ver El caso de la Talidomida). Lo extraño es que todos nuestros aminoácidos son manos izquierda, y esta asimetría constituye uno de los interrogantes quizá más dificiles de contestar sobre los procesos químicos que produjeron a la síntesis de las moléculas de la vida.

Cuando una molécula que no es quiral se transforma en una quiral, tiene la misma probabilidad de formar una molécula izquierda que una derecha. Por ello, un compuesto quiral se obtiene como una mezcla racémica, es decir una mezcla al 50% de moléculas derecha e izquierda. Esto se debe a que una molécula no quiral carece de la información necesaria para distinguir lo derecho de lo izquierdo y, por tanto, para producir preferentemente uno de lo dos enantiómeros.

Las cosas son diferentes cuando consideramos una molécula quiral, derecha o izquierda. Una molécula derecha, por ejemplo, puede reconocer entre la forma izquierda y derecha de otra y reaccionar de forma diferente con cada una ellas. El mecanismo de diferenciación es el mismo que actúa cuando alguien nos tiende una mano: aunque estemos a ciegas sabremos qué mano nos está tendiendo por la forma en que se acople con una de nuestras manos. En otras palabras, una molécula quiral tiene la información necesaria como para transmitirla a otras moléculas que genere, aunque eso no significa que siempre sea capaz de transmitirla. Así, cuando una molécula de manos derechas se transforma en otra, la información quiral se puede mantener intacta, cuando se generan solamente manos derechas !o solamente izquierdas¡, se puede perder parcialmente, si se generan sobre todo manos de un tipo junto con algunas del otro, o totalmente, si se obtiene una mezcla racémica (mismo número de manos izquierdas y derechas) o simplemente es una molécula no es quiral.

Los primeros aminoácidos, obtenidos a partir de moléculas no quirales, debieron de haberse formado como una mezcla racémica de manos derechas e izquierdas, a partir de la cual no es posible tener solo una de las manos si no se produce un aporte de informaciòn quiral externo. ¿Cómo es posible entonces que todos nuestros aminoácidos sean "de izquierdas"?

Existen varios modelos para explicar ésto. Los primeros suponen que todas las biomoléculas parten de un primer aminoácido que se sintetizó en el charco primigénico. Hemos señalado que, a partir de moléculas no quirales, solo es posible obtener una mezcla al 50% de manos izquierdas y derechas, lo cual es consecuencia del azar. Ahora bien, si al principio solo se hubiera generado una única molécula, ésta tendría que ser de izquierda

Bibliografía

 


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