La palabra
quiral proviene del griego y significa mano. Si miramos el reflejo que proyecta
un espejo de una mano vemos que una mano derecha, se convierte en una mano
izquierda y viceversa. Las manos parecen iguales, tienen cinco dedos, una palma
y un dorso semejantes, pero si intentamos superponerlas en el espacio, por
ejemplo mirando a la vez los dos dorsos, no encajan, son asimétricas, son
quirales: tienen la misma forma, están compuestas por los mismos tejidos pero
no son superponibles.
¿Y si los
extraterrestres fueran de derechas?
Es probable que
haya vida en otro planeta y que incluso esa vida esté basada en la misma
química del carbono que se generó 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 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 qué 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 administró en los años sesenta como medicamento a las embarazadas
para combatir las náuseas 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 bebés 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, sería incompatible con nosotros. Nuestras uniones serían
infecundas y no podríamos compartir los alimentos. Lewis Carroll, en boca de
Alicia, sugiere: "Quizás la leche del espejo no es buena para beber".
Está claro, los poetas siempre se nos adelantan.
¿Qué pasó en
el origen de la vida en la
Tierra para que sólo una mano de las dos posibles en las
moléculas quirales entrara en el juego de la evolución, y por qué 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 sí, y es un
experto.
Este es uno de
los enigmas más fascinantes en el origen de la vida desde la época de Pasteur
hace ya 150 años. Durante este tiempo, numerosos estudios teóricos y
experimentales intentan descifrar por qué la vida se construyó a partir de
nuestra singular quiralidad: aminoácidos de izquierda, azúcares de derechas.
En nuestros
laboratorios 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 Review Letters, 94, 065504 (2005),
estudiamos un hecho en sí 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 está 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
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