Y si los extraterrestres fueran de derechas artículo
¿Y si los extraterrestres fueran de derechas?
CRISTÓBAL VIEDMA 14/09/2005
Es probable que haya vida en otro planeta y que incluso esa vida este basada en la misma química del carbono que se genero en la Tierra. Puede también que nuestros hermanos extraterrestres, con un grado de evolución semejante, sean idénticos a nosotros. Pero queda la gran pregunta… .Son de izquierdas o son de derechas? .Son como nosotros o son nuestra imagen en el espejo? El problema se entiende fácilmente cuando intentamos meter la mano derecha en el guante de la mano izquierda: la cosa no funciona. Los guantes, con ser idénticos, uno es de derechas y el otro de izquierdas: son quirales, tienen mano. Lo mismo que existen objetos quirales, existen moléculas quirales; las hay de mano derecha y de mano izquierda, pero ojo, químicamente son la misma molécula: tienen los mismos átomos con los mismos enlaces y, por tanto, muestran las mismas propiedades químicas y las mismas constantes físicas. A todos los efectos se comportan exactamente igual..., pero una es la imagen especular de la otra y no son superponibles…, como nuestras manos. De hecho, la síntesis en laboratorio de moléculas quirales genera moléculas de ambas manos en una proporción del 50%..Y que importa que sean de una mano u otra, como los guantes, si son químicamente iguales? Que pregunten esto a los afectados por la talidomida y verán que la respuesta puede ser incluso trágica. Esta sustancia, en sus dos versiones moleculares –izquierda y derecha–, se administro en los anos sesenta como medicamento a las embarazadas para combatir las nauseas matinales. La droga funcionaba bien, cumplía su misión. Pero mientras la molécula de una mano ejercía su efecto terapéutico, la molécula de la otra mano deformaba el feto de una forma cruel e irreversible (20.000 bebes afectados). Estamos ante un veneno asociado no a la composición química de una sustancia, sino a la mano o quiralidad de sus moléculas. La diferencia entre izquierda y derecha puede ser mortal.Y esto es porque nuestra biología es también profundamente quiral. La ribosa y dexorribosa en el ARN y ADN, respectivamente, son de mano derecha, mientras que los aminoácidos que construyen las proteínas son de mano izquierda. Es decir, que las moléculas que guardan la información y mandan lo que ha de hacerse en el trabajo diario del organismo son de derechas y las moléculas que realizan todo ese trabajo son de izquierdas (un esquema sorprendentemente familiar).
Una vida extraterrestre basada en la misma química del carbono que la vida en la
Tierra, pero con la quiralidad invertida, seria incompatible con nosotros. Nuestras
uniones serian infecundas y no podríamos compartir los alimentos. Lewis Carroll,
en boca de Alicia, sugiere: "Quizás la leche del espejo no es buena para beber".
Esta claro, los poetas siempre se nos adelantan. .Que paso en el origen de la vida en la Tierra para que solo una mano de las dos posibles en las moléculas quirales entrara en el juego de la evolución, y por que precisamente la una y no la otra? .Fue una casualidad, algo fruto del azar? Pero….no habíamos quedado en que Dios no juega a los dados? A los dados, probablemente no, pero a las adivinanzas si, y es un experto. Este es uno de los enigmas mas fascinantes en el origen de la vida desde la época de Pasteur hace ya 150 anos. Durante este tiempo, numerosos estudios teóricos y experimentales intentan descifrar por que la vida se construyo a partir de nuestra singular quiralidad: aminoácidos de izquierda, azucares de derechas.
En nuestro laboratorio trabajamos con cristales quirales de ambas manos y tenemos la misma pregunta de fondo que para el origen de la vida: .existe algún mecanismo que rompa la simetría izquierda-derecha y establezca un escenario con pureza quiral de una sola mano? En una publicación reciente [C. Viedma, Physical Re-view Letters, 94, 065504 (2005)] estudiamos un hecho en si mismo fascinante: dos poblaciones de cristales quirales de mano izquierda y derecha no pueden coexistir. Una de las poblaciones desaparece en un proceso irreversible devorada por la otra de una forma tan aleatoria como inexorable. Nuestro reto en este momento consiste en dilucidar si detrás de este proceso puede existir un determinismo en la población ganadora basado en la violación de la paridad al nivel de las partículas elementales (PVED). También a nosotros nos gusta el juego y quisiéramos responder a la adivinanza. Porque esta claro que en cuestión de aminoácidos somos de izquierdas, pero… .y si los extraterrestres fueran de derechas?
Cristóbal Viedma Departamento de Cristalografía y Mineralogía. Facultad de Ciencias Geológicas. Universidad Complutense.
Actividades
a) Con tanta variedad, .por que nuestro organismo es tan sensible a la quiralidad?
Respuesta
Ya dijimos que lo que ocurre con las moléculas quirales es similar a lo que ocurre con las manos: Es como que uno quisiera ≪dar la mano≫ cruzando la derecha con la izquierda. El grupo de compuestos mas amplio y característico entre los que forman la materia viva, el de las proteínas, esta compuesto por moléculas quirales, los aminoácidos. Se cree que es este mecanismo de quiralidad el que les permite a muchas de las moléculas fundamentales reconocerse unas con otras y a los organismos alcanzar
un alto grado de especificidad. Los enzimas están preparadas para reconocer una de esas formas quirales, pero en el laboratorio, cuando uno las sintetiza, se producen las dos.
b) .Que sabes de la talidomida?
Respuesta
La talidomida es una molécula no muy distinta a relajantes como el valium (diazepam)
o el veronal (barbital), introducidos a principios de los 50. Por esa razón cuando
la talidomida fue sintetizada en el pequeño Departamento de I+D de una también pequeña industria alemana (Grunenthal) en 1954, se pensó inmediatamente en su comercialización, como sedante durante los primeros meses de embarazo. Sin embargo, las pruebas realizadas con ella, no tuvieron todo el rigor que debieran o no eran todavía los tiempos de tamaño rigor. El caso es que no se tuvo en cuenta su carácter teratogeno o lo que es lo mismo su capacidad de causar danos a un embrión en crecimiento. El resultado fue la aparición de 10.000 casos de focomelia, que se manifiesta en la ausencia o mal desarrollo de las extremidades. Casi todos los casos se dieron en Europa, porque en USA se encontraron con una joven científica, Frances Kelsey, trabajando en la FDA (Food and Drug Administration) a la que no
convencieron de la fiabilidad de las pruebas realizadas con la talidomida. Comprobados los danos de la misma, Frances lidero la alerta a otras naciones hasta conseguir la desaparición del medicamento en los mercados, con lo que los casos de deformaciones desaparecieron rápidamente. Hoy sabemos que la talidomida es una molécula quiral y que de sus dos enantiomeros, uno es el teratogeno y el otro no. De hecho, este segundo acaba de ser aprobada por la misma FDA para su aplicación en casos de SIDA por su capacidad de inhibir la replicación del virus. Pero, desgraciadamente, lo que se vendió como talidomida en los anos 50 era una mezcla de ambos.
c) .Y de otros medicamentos quirales?
Respuesta
Por ejemplo, el ibuprofeno puede ser de forma D o L, dextro o levo, según los grupos
principales de la molécula estén orientados a la derecha o a la izquierda en relación
con una molécula modelo. Se vende como mezcla de enantiomeros, aunque solo uno de ellos es el analgésico. Pero el otro, en el ambiente fisiológico se transforma en el primero, resultando igualmente activo contra el dolor. Lo cual tiene la ventaja de no tenerse que meter en un proceso más costoso de síntesis selectiva del enantiomero adecuado.
Sin embargo, otro analgésico, el Naproxen, solo se puede vender en la forma activa
contra el dolor porque la otra puede causar serios problemas hepaticos.