EL PRINCIPIO ANTRÓPICO EN COSMOLOGÍA Y EN LA BIOLOGÍA MOLECULAR

Todas las indicaciones son que el Universo es de lo más simple a sus escalas menores y mayores: la longitud de Plank y la longitud de Hubble. Puede que no sea coincidencia que el tamaño de una célula viva sea la media geométrica de estas dos magnitudes.

NEIL TUROK (El Universo está dentro de Nosotros, 2012)

 

 

Intrigantes Coincidencias

 Vemos el universo como lo vemos porque, si fuera diferente, no estaríamos aquí para observarlo” (S. Hawking, Brevísima Historia del Tiempo, 2005). Muy brevemente -permítaseme la redundancia en referencia al texto citado-, es la postulación del Principio Antrópico, en su formulación llamada débil”. El mismo autor enuncia en otro texto la llamada formulación fuerte”, diciendo que “Parece que nuestro universo y sus leyes han sido diseñados con exquisita precisión para permitir nuestra existencia…” (S. Hawking, El Gran Diseño, 2010). Si bien él se inclina por la versión débil del planteamiento, lo cierto es que se precisa un ajuste fino, como ahora veremos, de las constantes del universo, para que pueda existir vida en él, más aún, para que pueda existir tal y como la percibimos, con nuestros sentidos (muy limitados, ciertamente) de seres humanos conscientes. “Si los valores de algunas de las constantes se modificaran ligeramente, la ventana de oportunidad cósmica para la formación de átomos y estrellas y para la evolución de la complejidad bioquímica se cerraría” (J.D. Barrow, El Libro de los Universos, 2011).

 

La doble perspectiva que abren las dos versiones del Principio Antrópico bien podrían resumirse en una sola, muy cercana a la débil, en tanto en cuanto demos crédito a la hipótesis del multiverso, como se ve abocado el propio Hawking, en trabajos postreros en colaboración con J. Hartle y Th. Hertog, para evitar la singularidad inicial, argumentando su propuesta “sin límite”. En otro sentido, y en el contexto de la Teoría de Cuerdas, el cosmólogo y físico teórico L. Susskind, abona la hipótesis del multiverso, según la cual serían  virtualmente posibles todos los universos imaginables, la inmensa mayoría estériles y con leyes y constantes físicas incompatibles con la vida o siquiera la formación de átomos o cuerpos estelares, descartando así la idea de un diseño inteligente (esto es, que alguna inteligencia superior o Dios, en última instancia, diseñó minuciosamente el cosmos que contemplamos y en que vivimos) (L. Susskind, The Cosmic Landscape: String Theory and the Illusion of Intelligent Design, 2006). Nosotros viviríamos en uno de los escasísimos universos en los que la vida, tal y como la concebimos y observamos es posible, aunque otras leyes y condiciones físicas pudieran dar origen a otras formas de vida, impensables para nuestra comprensión. Así, quedaría subsumida la formulación del Principio Antrópico fuerte en la débil, más simple y prima facie, ya que en una inmensa e infinita variedad de universos, necesariamente habría al menos uno que permitiera la existencia de seres conscientes como nosotros.

 

En todo caso, independiente de la postura que adoptemos ante un universo donde “todo encaja a la perfección” para que podamos pensar e investigar sobre él, es obvio que ahí afuera hay un increíble ajuste fino, tal como en cosmología se concibe. Pues son tantas las condiciones necesarias, y muchas las (aparentes) casualidades, que no causalidades, que nuestra curiosidad científica nos lleva a adentrarnos en la enorme maraña de circunstancias que permiten y permitieron nuestro “estar aquí” observando, como seres conscientes y preguntones, como niños bien educados en preguntar todos los porquéses, sólo que al crecer perdemos los referentes y hemos de buscar las respuestas por nosotros mismos.

 

Como marco primario de referencia, si analizáramos mediante cálculo computacional los modelos de universos que se generarían si hiciéramos leves alteraciones en las constantes físicas fundamentales, pronto nos apercibiríamos de que éstas están tan ajustadas a valores precisos que si hiciéramos pequeñas alteraciones, incluso infinitesimales en algunas de ellas, que los universos resultantes serían incompatibles para el advenimiento de la vida. Esto se hizo ya patente en los años 80 para toda lo comunidad científica, y un elocuente alegato al respecto lo adelantó Paul Davis en su libro (Dios y la Nueva Física, 1984), donde el físico y divulgador inglés señala que no es preciso acudir a ningún dios, tal y como las religiones lo conciben, sino considerar las leyes físicas que lo han conformado como producto de una mente universal. Su propuesta, que se asemeja a la concepción que el propio Einstein mantuvo en vida sobre una posible mente matemática spinoziana, no es compartida por muchos de sus colegas, aunque, no obstante, es recurrente entre físicos teóricos y cosmólogos como describe con ingenio el matemático y astrofísico rumano Mario Livio, autor de “La proporción áurea”, en su libro ¿Es Dios un matemático?, 2009).

 

En todo caso, existen unas condiciones previas sin las cuales nada de lo que observamos podría existir en su forma actual, y unas fuerzas y constantes físicas fundamentales cuyo ajuste “finísimo” configuran la existencia de todo lo que nos rodea, ya fuera en el interior del átomo, o en los límites conocidos del universo. El veterano físico y premio Nobel estadounidense Steven Weinberg,  defensor a ultranza del modelo del Big Bang, calculó una energía de vacío ligeramente superior a cero para iniciar un proceso inflacionario que no deviniera en un prematuro Big Crunch, o en la imposibilidad de aglutinarse la materia en un campo de Higgs. Es decir, tal fantasmática, ínfima, pero presente y activa energía que existe en todo espacio vacío (falso vacío) sólo puede tener un valor muy cercano a cero. Lo cual es bastante paradójico, si pensamos lo que es capaz de originar con la ayuda de un campo inflatón. En otras palabras, si cambiásemos una sola cifra del sexagésimo decimal de la densidad inicial del universo, las estrellas no habrían podido formarse…

 

Dentro de este modelo, standard por el momento en la cosmología, tanto como consecuencia del Big Bang (Gran expansión, no explosión), como en la fluctuaciones cuánticas que originaron tal fenómeno, se crean pares de partículas materia-antimateria. Y para nuestra suerte, se produjo una ligerísima desproporción favorable a la materia, ya que ambas al contacto se destruyen, liberando energía. Concretamente se estima que una milmillonésima parte extra de materia permitió la no extinción total. Cuando el reloj cósmico alcanza una décima de millonésima de segundo (era electrodébil) las partículas y antipartículas hacen su aparición, destruyéndose mutuamente para convertirse en luz (sopa de radiación), que a su vez se convierte en pares de partículas-antipartículas, en un ciclo infernal, hasta que un milisegundo después del Big Bang, cuando la temperatura ha descendido ya a un  billón de grados, los quarks (era de los quarks) se combinan en grupos de tres para construir protones y neutrones, que luego conformarán átomos. Y es la constante de Plank (h) el cuanto elemental que determina el tamaño de los átomos; y la unión de éstos, las moléculas, articulará, especialmente en biología molecular, nuestra configuración como seres vivos compuestos de decenas de billones de células, como veremos más adelante. Así que, literalmente, “el tamaño sí importa”. Como advertía Protágoras en el S. V a.c., “el hombre es la medida de todas las cosas”, frase que se le atribuye y nos hace reflexionar sobre nuestro tamaño, más que importancia, en el universo. Realmente, si nuestro tamaño no sobrepasase al de la ardilla, difícilmente podríamos haber construido aparatos ópticos con tanta precisión y tamaño para poder explorar el Cosmos de lo grande y lo pequeño. Y aún estamos sólo en los comienzos.

 

Respecto a las cuatro fuerzas fundamentales, sólo cuatro detalles para apercibirnos del balance increíblemente ajustado que han de mantener para que todo se sostenga.

 

 

La gravedad ha de ser 10^36 (es decir, un 1 seguido de 36 ceros) menor que la fuerza EM (electromagnética). Poco por encima se habría producido un Big Crunch temprano y, claro, no existiríamos. Igualmente, algo inferior y no se habrían formado galaxias, estrellas, planetas, nosotros. Igualmente respecto a la constante cosmológica (la llamada energía oscura). Si la fuerza nuclear fuerte, que mantiene a los protones unidos a pesar de la fuerza de repulsión entre ellos, y a los quarks entre sí, fuera siquiera ligeramente más intensa, las estrellas hubieran colapsado rápidamente en enanas blancas, estrellas de neutrones o agujeros negros; no existiría el hidrógeno, ya que todos los protones y neutrones se agolparían entre sí. Y sin hidrógeno, no hay vida. Sólo un 2% más débil y todo se desbarataría por falta de cohesión nuclear atómica.

 

En cuanto a la fuerza nuclear débil, de muy corto alcance pero de importancia capital, por ser la responsable, además de la descomposición radioactiva, de alterar las propiedades (sabores) de los quarks que componen los neutrones, permitiendo que éstos no sean estables y puedan convertirse en protones, lo que explica que la mayor parte de los átomos sean de hidrógeno, y éste se haya podido maridar con oxígeno, permitiendo la vida tal y como la conocemos. Sin tal conversión nuestro universo sería oscuro, sin estrellas ni galaxias, y sin vida. Y al ser su alcance tan reducido, menor de una billonésima de milímetro, cualquier variación en su intensidad, por pequeña que fuera, daría al traste con el universo que observamos… y con nosotros, claro está. Por último, sólo mencionar que si la fuerza EM (electromagnética) difiriera en sólo un 4% en ambos sentidos, la fusión nuclear sería igualmente imposible, habiéndonos de resignar al elemento hidrógeno-helio resultante del Big Bang tardío. Así, el astrónomo y divulgador inglés Fred Hoyle, concluyó al respecto que “un superintelecto ha estado “jugando” con la física, además de la química y la biología” (El Universo Inteligente, 1983). Y tras de los casi cuarenta años de la publicación del mencionado libro, y veinte del fallecimiento del autor, conforme avanza la investigación, más fino aparece el ajuste necesario para que “todo siga igual, haya sido como ha sido y sea como es –aunque eso último no por tiempo indefinido”.

 

Pero en lo que al ser humano atañe, se precisa un ajuste aún más fino, para su aparición y evolución en este hermosísimo planeta. En primer lugar, la órbita de éste ha de ser prácticamente circular, y no elíptica, como es la generalidad de las órbitas que contemplamos con nuestros telescopios, pues de lo contrario las condiciones ambientales en cuanto a la temperatura serían muy bruscas y difíciles de sobrellevar en los extremos de la elipse respecto a nuestro sol. Realmente, el efecto combinado del movimiento orbital y el eje de inclinación originan las estaciones, que tan necesarias son para el ciclo fotosintético de la agricultura. Y, como sabemos, nuestra órbita ha de hallarse en la zona denominada rizitos de oro, ni muy fría ni muy caliente, entre unos 107 y 450 Millones de kms, donde el agua puede permanecer en su estado líquido, y la vida puede desarrollarse sin excesiva radiación ni peligro inminente de sucumbir frente a erupciones solares. Igualmente el tamaño (masa) de nuestro planeta es el adecuado para la evolución de seres de peso y estatura como nosotros, que puedan desarrollar una cultura basada en dos brazos con extremidades prensiles (homo habilis). Mayor masa planetaria implicaría mayor gravedad (G), que dificultaría movimientos ágiles, que harían más difícil la evolución de los seres vivos. Una menor supondría una mayor liviandad. Y si bien serían posibles diferentes evoluciones y/o culturas en otros planetas, lo cierto es que la relación masa planetaria/masa de seres inteligentes (en sentido amplio), realmente nos favorece muy mucho.

 

Además, hemos de mirar a nuestra compañera de ballet cósmico, y con mucho cariño, pues sin ella, probablemente, no habría vida en la Tierra, o ésta sería muy elemental. Es consenso en Astronomía que hace unos 4.400 millones de años  un planeta de tamaño similar a Marte (Theia u Orfeo) colisionó con la Tierra primitiva, de forma lateral pero rotunda –que pudiera, según algunos astrónomos, haber ocasionado la inclinación del eje de rotación de unos 23,5º, que nos provee de las estaciones-, aportando este impacto elementos volátiles como el carbono, nitrógeno y azufre, esenciales para la vida, no siendo necesaria entonces la hipótesis de la lluvia de meteoritos. Los restos de tan colosal impacto orbitaron la Tierra sin escapar de su atracción, configurando con el tiempo la Luna que vemos, pero no como la podemos contemplar ahora, sino mucho más cercana, a unos 22.000 Kms. Esta cercanía provocaba gigantescas mareas en días que duraban unas 15 horas, pues la Tierra giraba más rápido que en la actualidad, lo que se ha ido amainando por efecto de las mareas, que empujaron al satélite lentamente, hasta situarse éste a 384.000 Kms –la Luna se sigue alejando de la Tierra unos 3,8 cms. al año- . Sin esa nuestra Luna, sin su tirón gravitacional (acoplamiento de marea), el eje de rotación de la Tierra sería bastante inestable (podría oscilar entre 0 y 90º), siendo los cambios climáticos abruptos y devastadores. Igualmente, se piensa que tal enorme colisión contribuyó en gran medida a que el núcleo de la Tierra alcanzara altísimas temperaturas (magma a 6.700 gº C, actualmente) que por su composición (hierro en más de un 20%), genera un campo magnético (magnetosfera) que nos protege, junto con la capa atmosférica, de la letal radiación solar. Así que, los modelos cosmológicos nos dicen que sin Luna la vida en la Tierra sería muy difícil de concebir. Cuando la miremos en las noches despejadas, seamos menos románticos y más realistas: agradezcámosle su presencia.

 

Un intenso bombardeo tardío de meteoritos hace unos 500 millones de años aportó la esencial agua a la Tierra, cuyo componente de O, liberado más tardíamente a la atmósfera, y su compuesto O3 (ozono), fue esencial para la capa protectora de ozono –y que ahora nos hemos empeñado en atentar contra ella, es decir contra nosotros mismos-. Necesario, como no, porque se trata de ser agradecidos, mencionar a nuestro hermano mayor, vigilante y protector. Júpiter actúa como atractor (parachoques) de todo tipo de escombros y meteoritos espaciales, que podrían impactar sobre la Tierra. Este escudo no es un seguro a “todo riesgo”, por supuesto, pero como afirmó enfáticamente Michio Kaku, “Si no existiera el planeta Júpiter, la vida podría no haberse consolidado sobre la Tierra” (Riddle 109, 24-07-2019).

 

Por último, y para terminar con algunas de las más llamativas condiciones (sine qua non) para el surgimiento y evolución de la vida inteligente y autoconsciente en la Tierra, se dio la feliz circunstancia de que un meteorito de unos 10Kms de diámetro impactó en la península del Yucatán, lo que se postula firmemente por el cráter ocasionado y por la abundancia de iridio en la zona, causando la extinción de cerca del 75% de las especies vivientes, incluídos la mayoría de los dinosaurios, especialmente y en su totalidad los de gran tamaño. Eso fue muy afortunado para nuestros antecesores pequeños mamíferos, pues la forma de evolución que se había enseñoreado del planeta impedía cualquier otra, pues sólo y exclusivamente primaba la fuerza depredatoria y el tamaño, así que la vida inteligente no habría podido desarrollarse, y aún menos la autoconsciencia (la evolución del dinosaurio a una forma inteligente es sólo un mito o una fantasía de series de ciencia ficción, al menos en nuestro planeta).

 

Si. Es realmente sorprendente y hasta “milagroso” (si cabe el término sin remisión a lo sobrenatural) que estemos aquí, haciéndonos preguntas sobre el universo y sobre nosotros mismos. Pero lo cierto es que aquí estamos, y retomando las reflexiones de Stephen Hawking, “Si se cambian las reglas de nuestro universo sólo un poco, ¡las condiciones necesarias para nuestra existencia dejan de cumplirse¡”. Y concluye, “si no fuera por una serie de intrigantes coincidencias (la negrita es mía) en los detalles precisos de las leyes físicas, parece que no hubieran podido llegar a existir ni los humanos ni formas de vida semejantes a las que conocemos” (Op.cit.). Y si bien Hawking intentó hasta el final de sus días encuadrar tales “intrigantes coincidencias” en un marco estrictamente reduccionista, lo cierto es que no consiguió sino teorizaciones para nada consensuadas por los actuales cosmólogos o físicos teóricos.

 

 

Como en lo Grande así en lo Pequeño

Tornando al mundo de los grandes (inmensos) números, nos topamos, esta vez a nivel de la biología molecular, de nuevo con otro Principio Antrópico, en el marco del llamado Dogma Central de la Biología Molecular, postulado por Francis Crick en 1958, y que luego revisaría en 1970. En síntesis, el postulado describe la expresión de un gen del ADN, una sola secuencia significante de éste último –pues en el ADN del ser humano se calculan unos 10.000 millones de pares de bases-, que en un proceso de duplicación se transcribe como una cadena de bases nitrogenadas (Adenina,Timina,Guanina, y Citosina) creando un ARNm (mensajero) (donde la base timina es sustituída por la piridimina uracilo), que en un ribosoma de la célula será traducido mediante el enzima ARNt (de transferencia) a una secuencia de aminoácidos que configurarán una proteína específica – nuestro ADN es capaz de sintetizar unas 25.000 tipos diferentes de proteínas-, como ahora veremos. Una traducción de un lenguaje compuesto por secuencias de tres nucleótidos del ARNm (codones o tripletes), a otro que configura un aminoácido específico a cada codón, configurando una cadena de aminoácidos (proteína). (Ver Gráfico).

DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR

Fuente: Wikipedia

 

Veamos, para que estés leyendo esto, una enormemente compleja maquinaria de replicación* de la macromolécula de nucleótidos, tu ADN, una estructura fuertemente enrollada en forma helicoidal (estrecha escalera de caracol cuyos peldaños o pares de bases ya mencionadas, son las letras que codifican la replicación, unos tres mil millones en tu caso) ha tenido que “funcionar” a la perfección para autorreplicarse (duplicarse) de forma semiconservadora, para que cada una de las células de las que está hecho tu cuerpo (unos 30 billones), auténticas ciudades en cuanto a su complejidad funcional y estructural, cumpla correctamente su específica tarea, y continúes leyendo. Y la mayor parte de las funciones de la célula están desempeñadas por proteínas, que incesantemente están siendo sintetizadas en el nucleolo de tus células a partir de la expresión de concretos fragmentos de tu ADN, llamados genes. Este mecanismo es de una increíble complejidad como se muestra en el gráfico, y requiere de decenas de participantes (esencialmente enzimas y proteínas), sin uno solo de los cuales el proceso sería del todo imposible.

 

Las imprescindibles y omnipresentes proteínas están compuestas, a su vez, por una larga cadena de aminoácidos ensamblados en secuencias muy concretas, que pueden llegar hasta más de un millar, y que serían las palabras que construirían la frase con sentido, es decir, la proteína funcional. Justo esa que necesitas para que los músculos de tus ojos enfoquen lo que estás leyendo. (Piensa, por un momento, que para una pequeña proteína de unos 150 aminoácidos, habría unas 10^165 ordenaciones posibles, cuyo ensamblaje “al azar” arrojaría una probabilidad  prácticamente nula, o lo que es lo mismo, la frase carecería absolutamente de sentido y no se produciría ningún efecto funcional en tu organismo). Así mismo, las cadenas de proteínas o los enzimas (compuestos catalíticos esencialmente formados por proteínas) han de estar plegadas de forma intrincada pero muy concreta, pues de otro modo no cumplirían su función específica. Estructura tridimensional que resulta realmente sorprendente por sus atormentados plegamientos. El cómo llegan a formarse para su funcionalidad, es un misterio. Lo que es una evidencia es que si no adopta el complejo plegamiento específico, la proteína “no funciona”.

 

Resumiendo muy mucho el proceso de replicación y transcripción, y sin entrar en detalles, que se pueden ver detenidamente en las referencias que recomiendo*, y de forma sólo funcional, un enzima llamado topoisomerasa, desenrolla la cadena de ADN del gen a replicar (la oración a traducir, en los términos lingüísticos a los que hemos hecho referencia) dentro de la doble hélice, evitando la gran tensión del enrollamiento, mientras que otro encima helicasa hace de cuña entre las dos hebras, rompiendo los puentes de hidrógeno que las unen, para que, asistidas por las proteínas estabilizadoras de unión a cadena simple (ssb), que adheridas a ambas cadenas sostienen a éstas para su replicación, formándose así la horquilla de replicación. Es ahora cuando otro enzima, el ARN primasa, que crea una cadena de ARN en el Ori C (origen de replicación, puntos concretos de la cadena de ADN ricos en Adeninas y Timinas ya que estas bases nitrogenadas sólo tienen dos puentes de unión de H, en vez de 3 entre la C y G), llamada primer (cebador), que es el origen e inicio del proceso, Es el momento de la entrada en acción del enzima ADN polimerasa III, que uniéndose al primer, va incorporando los desoxirribonucleótidos en sentido 5’ – 3’. Esto en la hebra contínua que se replica a medida que se va abriendo la horquilla. Pero al ser las dos hebras antiparalelas en cuanto a replicación, en la discontinua el sentido de replicación es inverso, 3’ – 5’, y ha de realizarse por tramos entre primer y primer, creados por la ARN primasa, ya que el ADN polimerasa III sólo puede añadir nucleótidos en sentido 5’ – 3’, originándose así los llamados fragmentos de okazaki. Estos cebadores (primers) son retirados y degradados por el enzima ADN polimerasa I, siendo sustituidos por desoxirribonucleótidos, tras lo cual el enzima ADN ligasa une los fragmentos de okazaki en una cadena continua de ADN, como la otra hebra.

 

Posteriormente –o simultáneamente, ya que se producen hebras de ARNm constantemente-, las hebras de ARNm han de implementarse con tres modificaciones postranscripcionales. Primero es necesaria la formación de una caperuza 5’ en el extremo proximal de la hebra, en un proceso llamado capping, que regula la trayectoria del núcleo al ribosoma y previene la degradación de la hebra por el encima exonucleasa, que por hidrólisis rompe los enlaces de los nucleótidos, degradándolos. Sin tal caperuza, la hebra no llegaría a su destino para ser traducida. Igual para el otro extremo, en el que se ha de insertar una cola Poli A 3’, compuesta por unos 100 a 200 nucleótidos de Adenina, en el proceso llamado poliadenilación que tiene igualmente por objeto estabilizar la hebra de ARNm, evitar su degradación y asegurar la exportación del ARNm del núcleo al ribosoma. Estos son procesos muy complejos que no detallaremos aquí. Sólo hacer referencia a la última modificación esencial antes de la traducción, el proceso llamado Splicing, mediante el cual se eliminan ciertos fragmentos de la secuencia de nucleótidos tras su transcripción, los llamados intrones (fragmentos no codificantes), uniendo los exones (regiones codificantes), de modo que no exista solución de continuidad en cuanto a la cadena a traducir, de forma que el ARNt (de transferencia) pueda actuar continua y secuencialmente en el ribosoma. Allí se produce el proceso de traducción del ARNm  Este proceso es muy complejo, y en él intervienen varias enzimas y proteínas específicas, siendo el resultado la traducción de la cadena de ATGC del DNA en una cadena que puede llegar a tener más de dos mil aminoácidos, para configurar proteínas específicas. No es este lugar este para detallar el complejo proceso de traducción (del lenguaje de nucleótidos al de aminoácidos). Remito al lector interesado a los muy variados videos al respecto que se pueden hallar en YouTube y otros portales, dependiendo de la profundidad y detalle de los diversos pasos y procesos*.

 

Y tan complejo y preciso es el mecanismo interviniente en la secuencia Replicación(ADN) – Transcripción(ARN) – Traducción (Proteína), que el propio Francis Crick escribía en su libro La Vida misma: su Origen y Naturaleza, en 1981, “el origen de la vida se nos aparece por el momento casi como un milagro, ya que son tantas las condiciones que hubieron de estar presentes, y de forma tan precisa, para que ésta pudiera surgir”. Y ante tal reto propone en tal texto la teoría de la panspermia (hipótesis que postula que la vida pudo venir del exterior, y que esta está presente en todo el universo, una vez que se dan las condiciones adecuadas). Posteriormente propuso la hipótesis del mundo de ARN, de gran aceptación en Biología Molecular, pero que presenta numerosos inconvenientes.

 

 Resumiendo, y para nuestro propósito, como ha quedado explícito, la síntesis de proteínas precisa (el Dogma Central de la Biología Molecular) de una complejísima serie de elementos cumpliendo exactamente instrucciones que, paso a paso, van configurando el proceso, hasta sus más ínfimos detalles. Si alguno de esos pasos fallara, todo se vendría abajo, como un castillo de naipes. En otras palabras, se requiere un software o programa. Y este programa existente en cada célula está codificado (programado) en el ADN. La vida, tal y como la conocemos, está escrita en un código de cuatro letras, ATGC. Frases (proteínas) transcritas con significado, oraciones compuestas por palabras (aminoácidos), de tres letras de longitud (64 permutaciones en total, 4x4x4), tripletes de nucleótidos que codifican en la práctica sólo 20 aminoácidos (palabras), ya que muchas de las palabras tienen significados repetitivos, incluso tres de ellas son signos de puntuación. Y como colofón y producto funcional, la oración expresada por el gen concreto, la cadena de aminoácidos, la receta del vital comestible, se transforma en una compleja estructura tridimensional (proteína), y específica en cuando a la forma de su plegamiento, de la que la mayor parte de los cuerpos orgánicos están formados, los ladrillos del edificio de la vida, que también son vitales para el crecimiento, reparación, mantenimiento, metabolismo, suministro de energía, y constitución del sistema autoinmune (los anticuerpos son proteínas).

 

Pero todo este proceso (replicación del ADN para la fabricación de proteínas), como hemos visto, precisa de una gran cantidad de enzimas (macroproteínas catalizadoras) y proteínas, lo que requiere que previamente éstas fueran sintetizadas por un ADN, es decir que exista vida previa autorreplicante  Se nos presente el paradigma del huevo y la gallina. En palabras de James Watson: “¿por qué la información contenida en el ADN necesita pasar a través de un ARN intermediario antes de poder traducirse en una secuencia polipeptídica?”.(J.D.Watson y A. Berry, ADN, El Secreto de la Vida), 2003). Una posible solución, como ya hemos anticipado, la propuso Francis Crick postulando que al ser el ARN altamente inestable, éste acabó constituyendo una doble cadena para alcanzar la estabilidad necesaria para la replicación, el ADN, mediante una suerte de evolución molecular, extendiendo el dogma evolucionista del azar y la selección natural darwiniano al ámbito prebiótico molecular. Como dijimos, esta hipótesis presenta escollos importantes.

 

PROTEÍNA DE HEMOGLOBINA

No es este el lugar para ahondar en esta y otras tantas hipótesis sobre el origen de la vida (mientras escribo esto me llega una noticia de Europa Press reseñando una publicación de unos químicos del Instituto Scripps Research, quienes  han hecho un descubrimiento que respalda la hipótesis de que el ADN y el ARN habrían surgido a la vez, avalando la teoría de Ramanarayanan Krishnamurthy, autor principal del estudio, quien mantiene que el ARN es demasiado pegajoso para servir como la primera macromolécula autorreplicante (Fosforilación prebiótica y oligomerización de desoxinucleósidos para formar ADN, Angewandte Chemie, 15 de diciembre de 2020).

 

Pero volvamos al objeto de este trabajo, el Principio Antrópico, ahora al nivel más ínfimo que sustenta la vida. Nos encontramos en la misma situación que describía S.Hawking a nivel cosmológico, “parece que nuestro universo y sus leyes han sido diseñados con exquisita precisión para permitir nuestra existencia…” ( op.cit.) A nivel molecular , podríamos enunciarlo de la siguiente forma: “Parece que el mundo molecular prebiótico y sus leyes hubieran sido diseñadas con exquisita precisión para permitir nuestra existencia y evolución”.

 

Y así parece ser, pues para que cualquier ser vivo “funcione”, por simple que sea, precisa de proteínas compuestas por secuencias de aminoácidos, sintetizadas en una cadena de ADN, quien contiene el libro de instrucciones y/o recetas para todo proceso metabólico, generativo, de mantenimiento, etc. de cualquier organismo o ser viviente.

 

Basten unos pormenores, si es que se pueden llamar así. Veremos que todos son pilares, columnas o sostenes, sin que uno sólo e ellos pueda ser eliminado si el objetivo es mantener viva la vida. Por ejemplo, Sin la compleja macromolécula topoisomerasa, no se podrían abrir las hebras del ADN para transcribir el ARNm (mensajero), con lo cual no se produciría la creación (Traducción) de la proteína específica requerida, y codificada en un gen concreto de la cadena ADN, y la o las células que necesariamente la precisan no podrían existir, impidiendo la manifestación de la vida. Pero lo mismo cabe decir de la helicasa, Primasa, ARN polimerasa I, II y III, ADN polimerasa, proteínas SSD… y un muy largo etcétera, como hemos descrito muy someramente, ya que cada uno de los intervinientes en el proceso cumple una función muy específica, pero imprescindible para el mismo. De faltar o fallar alguno de los actores, por muy irrelevantes que pudieran aspectar, todo el proceso se desbarataría como un castillo de arena en la playa.  Inertes macromoléculas de estructuras equilibristas, cada una diferente, configuran y median el proceso de la vida (Ver gráfico). Pensemos en las modificaciones que han de hacerse a la hebra de ARNm: sin capuchón, cola y eliminación de intrones, éste no cumpliría función alguna, y sería degradado por hidrólisis y otras reacciones en el citoplasma de la célula, en cuyo nucléolo se generó. Y por culminar algo que podría haber constituido todo un extenso volumen, contemplemos las variadas formas de plegamientos que adoptan cada una de las proteínas o enzimas (se pueden ver en Internet, así como en textos de biología molecular). Estos plegamientos, configurados en forma macho-hembra o llave-cerradura, son imprescindibles para ser reconocidas en los lugares de destino (diana) y cumplir con su función. Plegamientos incorrectos o diferentes no serían reconocidos y por consiguiente rechazados, no realizándose la función formativa, metabólica, etc. imprescindible para continuarse el ciclo vital, la vida. Esto último es realmente sorprendente… ¿qué o cómo se da la orden concreta del complejo empaquetamiento y plegamiento de la macrocadena polipeptídica en 3D que constituye la concreta proteína (pues si el macho no encaja con la hembra(diana), o la llave no entra en la cerradura(diana), la reacción no se produce)? Si la estructuración del plegamiento fuera incorrecta se formarían los llamados priones (proteínas mal plegadas capaces de transmitir su malformación a otras, desencadenando así una fatal reacción en cadena) o simplemente se desnaturalizarían, no llegando a cumplir así su vital función. (Se hipotetiza una entropía conformacional, pero no es sino una necesidad no una explicación funcional).

 

Y no sin una buena dosis de perplejidad, retomamos la reflexión de S. Hawking: “Parece que nuestro universo y sus leyes han sido diseñadas con exquisita precisión para permitir nuestra existencia… Eso no es explicable fácilmente, y suscita la pregunta natural de por qué las cosas son así.” (Op.cit.).

 

Es la formulación más prima facie del Principio Antrópico, el llamado problema fácil. El difícil sería el cómo todas estas moléculas (partículas configuradas en átomos que, a su vez, configuran moléculas) consiguen crear una sensación consciente, percepciones y sentimientos en un cerebro.

 

Es arduo articular una explicación coherente, si no es a extramuros de todo lo conocido mediante el método científico, y realmente no tenemos otro para guiarnos en estos predios. Un filósofo australiano y un médico psiquiatra italiano quizás puedan ofrecernos alguna luminaria en este oscuro tránsito. El filósofo David Chalmers ha lanzado una propuesta que él afirma situarse dentro de los límites de la ciencia. Postula que las partículas, además de estar dotadas de una serie de propiedades físicas, como la masa, carga eléctrica o espín mecánico cuántico, también estarían dotadas de otra propiedad esencial, una protoconsciencia, de forma que, en determinadas ocasiones, especialmente en los seres vivos, pudieran organizarse de una forma funcional y ser capaces de llegar a configurar un cerebro tan complejo como el humano, capaz de albergar una autoconsciencia. En objetos inertes, inanimados, simplemente sólo estaría ahí, latente, como protoconsciencia, una propiedad más de las partículas que los componen (D. Chalmers, La mente consciente: en busca de una teoría fundamental, 1997).

 

 Giulio Tononi, por su parte concibe la información como una cualidad intrínseca de las partículas, hasta llegar a estructurarse en una consciencia o autoconsciencia, en el marco de una propuesta (hipótesis), que llama Teoría de la Información Integrada. En ella aparece como un continuum la información, a la que asigna un valor numérico (la letra griega phi) que definiría el nivel de información contenido en el sistema, desde los más simples hasta la autoconsciencia propia del cerebro humano. (G. Tononi, Phi: A Voyage from the Brain to the Soul, 2012).

 

Ambas propuestas ciertamente remiten a un cierto pampsiquismo, no tanto spinoziano sino más bien naturalista, y es que en el marco del estricto reduccionismo radical del paradigma científico más epistemológicamente duro, ningún científico ha conseguido hasta la fecha dar cuenta del Principio Antrópico, que aquí he extendido hasta sus últimas manifestaciones, las interacciones moleculares que sustentan la vida. El tiempo nos dirá si hay otras explicaciones comprehensivas y concluyentes o si, por el contrario, hemos de resignarnos a contemplar el macro y microcosmos con la admiración de un niño o una niña henchidos de inmensa curiosidad, como veíase Newton en sus postrimerías, jugando en la orilla del mar, divirtiéndose encontrando de cuando en cuando un guijarro más liso o una concha más bonita de lo normal, mientras el gran océano de la verdad se extendía inexplorado ante él.

 

 

 

 

 

 

*(Recomiendo ver ilustraciones y videos que describen el proceso con más precisión y detalle, según el interés en profundizar en éstos. Por ejemplo,  la animación de ref. Your Body Molecular Machines (Veritasium); así como DNA animations by wehi.tv for Science-Art-exhibition, y para el proceso de la Traducción ribosómica la excelente animación de HHMI BioInteractive Video, que podrás encontrar en YouTube).

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