Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

La Vida, ¿de derechas o de izquierdas?

Lewis Carroll, seudónimo de Charles Lutwidge Dogson, célebre escritor inglés de cuentos infantiles del siglo pasado, alcanzó gran éxito con su ALICIA EN EL PAÍS DE LAS MARAVILLAS. Por ello, en 1872, publicaba la continuación, ALICIA EN EL PAÍS DEL ESPEJO, donde se relataban unas fantásticas y liberales aventuras soñadas (originadas por el espejo), en contraposición con la hipócrita y formal realidad de la sociedad victoriana de la época.

Para cualquier cuerpo no simétrico situado ante un espejo es bien sabido que nunca coinciden y, por ende, no son superponibles, su realidad y su imagen especular. En una persona, el brazo derecho se convierte, en el espejo, en el brazo izquierdo y así sucesivamente. Pues bien, la asimetría es una de las características más significativas de la vida sobre la Tierra, y está presente en buena parte de las biomoléculas presentes en los seres vivos. Estas moléculas suelen presentar diversos centros de asimetría y la consecuencia es que, la misma molécula, puede existir en varias formas. Es como si simultáneamente existiesen un humano y su imagen especular, o como si fuese posible la vida real de Alicia y la provocada por el espejo. En las moléculas esa asimetría da lugar a su clasificación estructural, al compararlas con una teórica molécula generatriz más simple. Así, cada pareja de moléculas especulares se denominan de manera que una de las moléculas se considera perteneciente a la familia D (dextro = derecha) y la otra como L (levo = izquierda).

ACTIVIDAD ÓPTICA. François Arago fue un notabilísimo físico francés, cuya intensa labor científica le llevó a ser director del Observatorio de París. Secretario permanente de LA ACADEMIA DE CIENCIAS, descubridor de la producción de magnetismo por rotación de un conductor no magnético, demostró, asimismo, la naturaleza ondulatoria de la luz. Todo ello, sin dejar de ser un activo republicano en la política francesa, siendo nombrado, en 1848, Ministro de la Guerra y de Marina. Pero, lo que nos interesa de este científico singular, es que, en 1811, descubrió el fenómeno de la actividad óptica, es decir, que cuando un haz de luz polarizada en un plano atraviesa ciertas sustancias, el plano de polarización de la luz rota un ángulo hacia la derecha, con las sustancias que se denominan dextrogiras, o hacia la izquierda, en las sustancias que se comportan como levogiras. Fue el gran Pasteur, en 1848, quien reconoció que la actividad óptica era una consecuencia de la asimetría molecular anteriormente comentada, lo que llevó a la clasificación estructural de esas moléculas en dos familias la D y la L, siendo su representante más sencillo el gliceraldehído, cuya forma D es, precisamente, dextrogira, mientras la L es levogira.

FAMILIAS. Muchas moléculas constituyentes de la materia viva presentan asimetría de modo que, en los seres vivos, solo se encuentra bien el representante de la familia L o el de la familia D, pero no ambas formas simultáneamente. Por ejemplo, los azúcares monosacáridos naturales son siempre de la familia D. Por el contrario los aminoácidos naturales, que construyen nuestras proteínas, son de la familia L. Así pues, en la naturaleza no se encuentran, en la práctica, ni azúcares L ni aminoácidos D. En cualquier caso el pertenecer a la familia D o a la familia L no determina el comportamiento óptico, dextrogiro, a la derecha, o levogiro, a la izquierda, de cada biomolécula. Por ejemplo la D glucosa es dextrogira y la D fructosa es levogira, significando D únicamente que ambas moléculas, por filiación, se derivan del D gliceraldehído.

La existencia de actividad óptica, en las moléculas de la materia viva, es de gran relevancia, puesto que las enzimas o catalizadores biológicos son también estereoespecíficos y solo reconocen a una de las formas activas o enantiómeros. El comportamiento distinto de los diferentes enantiómeros puede no tener consecuencias importantes como sería el caso de que diesen lugar a un diferente sabor, pero otras veces puede ser determinante. Tal ocurrió con la tragedia de la talidomida debida a que el fármaco poseía una estereoespecifidad errónea. Volviendo al símil de Alicia, las biomoléculas del mundo imaginado siempre tendrían que ser de familia opuesta a la del mundo real.

Los sistemas biológicos son capaces de fabricar y usar solo uno de los isómeros ópticos posibles y la presencia del otro sería muy perjudicial, al interferir con el metabolismo normal. Sin embargo, en el laboratorio y la industria químicas lo que se producen en las síntesis químicas allí realizadas son mezclas de isómeros muy difíciles de separar, lo que sube el costo de obtención sintética de sustancias tales como vitaminas, hormonas, medicamentos, etcétera.

ASIMETRÍA EXTRATERRESTRE. Por todo lo anterior, las preguntas se hacen obligadas: ¿Por qué las biomoléculas son estereoespecíficas?. ¿Cómo se originó en la Tierra la selección asimétrica?. Para resolver estos misterios se han desarrollado dos tipos de aproximaciones. La teoría biótica dice que tras la evolución prebiótica la vida se inició basándose en moléculas simétricas que después evolucionaron a la asimetría. La teoría abiótica establece que la asimetría es inherente a la evolución química prebiótica anterior al comienzo de los seres vivos.

En un artículo que se publica en el último número de la revista SCIENCE dos investigadores revelan los resultados que han obtenido, al estudiar la composición de aminoácidos del meteorito Murchison, de origen extraterrestre. Este meteorito fue descubierto en 1970 y, desde entonces, ha sido ampliamente investigado en numeroso centros y por diversos investigadores. Presenta la particularidad de estar datado en cerca de cinco mil millones de años de edad, antes de que existiese vida en la Tierra. Los investigadores, Cronin y Pizzarello, han encontrado en el meteorito rastros de cuatro aminoácidos en los que la forma L supera en concentración a la forma D. Ello refuerza la teoría abiótica permitiendo apoyar la idea de que esos aminoácidos asimétricos se formaron en el medio interestelar, lo que, fuertemente, sugiere que para que tenga lugar el inicio evolutivo de la vida previamente es necesaria la influencia y existencia de una evolución química asimétrica. En forma vulgar pero clara: la vida no produce asimetría sino que la asimetría es el origen de la vida. Parecería normal extrapolar esta misma consideración a la posible existencia de vida en otros lugares dentro y fuera de nuestro sistema solar, con las implicaciones que ello supondría.