De átomos a Elvis

Una mirada panorámica a los fundamentos de la biología

Para entender la fisiología, hay que entender las células. Para entender las células, hay que entender el ADN y la auto-replicación. Y no puedes entender el ADN a menos que los pongas en el contexto de la química y la física…

Los átomos hacen el mundo

Los átomos son los componentes básicos de la naturaleza. En su mayor parte son espacios vacíos: un pequeño grupo de protones y neutrones, como una pelota de béisbol flotando en el centro de un estadio, más algunos electrones dando vueltas alrededor de las gradas como cacahuetes.

¿Qué le da sustancia, entonces?

Sólo las fuerzas extrañas, extremas y arbitrarias del universo lo mantienen unido. Al igual que la magia, simplemente no se puede cuña cualquier otra cosa entre los electrones y el núcleo – y por lo que parecen sólidos.

Si agregas un solo protón a un átomo, obtienes un tipo diferente de átomo. Si se suman demasiadas, no se mantienen juntas, y la estructura es radiactiva, y arroja partículas subatómicas y energía que pueden perturbar otra materia. Existen varias docenas de tipos de átomos más o menos estables, cada uno de ellos llamado elemento, como hierro, magnesio o carbono.

Esto es física atómica.

Tenemos química

Las combinaciones de elementos -varios átomos pegados entre sí- son moléculas. Los átomos y moléculas se combinan de formas casi infinitas, formando todo en el universo. Sin embargo, para toda la variedad de combinaciones, sólo un elemento -el carbono- se combina en moléculas de una complejidad impresionante. Estas súper moléculas son el ingrediente básico de la vida. Por eso somos una forma de vida “basada en carbono”. El silicio es el único otro elemento que podría, posiblemente, combinarse para crear moléculas lo suficientemente complejas para la vida: pero aquí en la Tierra, el carbono es el rey.

Esto es química.

La misteriosa transición

De alguna manera – y éste es uno de los grandes misterios de la biología – la química orgánica se hizo demasiado grande para sus pantalones. El rey de las súper moléculas basadas en carbono es el ácido desoxirribonucleico, o ADN. Esta molécula es especial porque tiene la capacidad un tanto espeluznante de hacer copias de sí misma, un proceso tan sin vida en sí mismo como cualquier otra reacción química – sólo química inusualmente complicada. Esta capacidad de auto-replicarse tuvo algunas consecuencias extraordinarias, empezando con la selección natural y conduciendo a los dinosaurios, tú, Elvis y este libro.

¿Cómo?

Naturalmente, el talento del ADN para la clonación propiamente dicha dio lugar a un montón de moléculas de ADN. En los albores de la vida, pequeños errores y diferencias en todas esas copias – causadas por la interferencia de la radioactividad – resultaron en algunas moléculas de ADN que eran mejores o peores al copiarse a sí mismas. No importa cuántos de estos desvíos fueran impotentes, siempre y cuando cualquiera de ellos funcionara mejor. Los que eran mejores en ella se hicieron más numerosos, y nació la evolución.

Esta capacidad de auto-replicarse tuvo algunas consecuencias extraordinarias…
De esta manera, durante cientos de millones de años, mediante la acumulación lenta y aleatoria de métodos ligeramente más eficaces de autorreplicación, las moléculas de ADN desarrollaron gradualmente complejos mecanismos químicos para ayudar e instigar el proceso de replicación. Y en algún lugar de allí, durante algunos eones no celebrados, esa maquinaria química se hizo tan elaborada que cruzó una vaga zona gris y se volvió… ¡viva! Nacieron células.

Esto es biología.

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Para entender la fisiología, hay que entender las células. Para entender las células, hay que entender el ADN y la auto-replicación. Y no puedes entender el ADN a menos que los pongas en el contexto de la química y la física...
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EuroMISE2004

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