Apéndice A

Trabajo de equipo en pro de la vida

La vida no podría existir en la Tierra sin la labor de equipo de las moléculas de proteína y las de ácidos nucleicos (ADN o ARN) dentro de la célula viva. Repasemos brevemente algunos de los detalles de este fascinante trabajo molecular de equipo, pues constituyen la razón por la que a muchas personas les resulta difícil creer que las células vivas surgieran por accidente.

Si examinamos el cuerpo humano, a nivel celular o subcelular, advertimos que estamos compuestos principalmente de moléculas de proteínas. La mayoría de ellas están hechas de cadenas de aminoácidos dobladas y torcidas en diferentes formas. Algunas adoptan una forma esférica, otras se parecen a los pliegues de un acordeón.

Ciertas proteínas trabajan con moléculas de lípidos para formar la membrana celular. Otras colaboran en el transporte de oxígeno de los pulmones al resto del cuerpo. Algunas de ellas actúan como enzimas (catalizadores) para digerir el alimento que tomamos, descomponiendo las proteínas de la comida en aminoácidos. Estas son solo unas cuantas de las miles de tareas que las proteínas desempeñan. Se las podría denominar las artesanas de la vida: sin ellas la vida no existiría. Pero tampoco habría proteínas si no fuera por el ADN. Ahora bien, ¿qué es el ADN y cómo es? ¿Qué tiene que ver con las proteínas? Científicos brillantes han ganado el premio Nobel por descubrir las respuestas a estas preguntas. Pero no hay que saber mucho de biología para entender los hechos básicos relativos a las proteínas.

La molécula maestra

Las células se componen principalmente de proteínas, de modo que se necesitan constantemente nuevas proteínas para mantener las células, formar otras nuevas y facilitar las reacciones químicas en su interior. Las instrucciones requeridas para producir proteínas se hallan en las moléculas de ADN (ácido desoxirribonucleico). Para entender mejor la formación de las proteínas, veamos más de cerca el ADN.

Las moléculas de ADN residen en el núcleo de la célula. Además de las instrucciones necesarias para la producción de proteínas, el ADN almacena y transmite información genética de una generación de células a la siguiente. Estas moléculas tienen una estructura en forma de doble hélice, parecida a una escalera de cuerda retorcida. Cada una de las dos hebras o cadenas de esta estructura de ADN consiste en un gran número de unidades más pequeñas llamadas nucleótidos, que son de cuatro tipos: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). La combinación de estas letras del “alfabeto” del ADN en pares (A y T, o G y C)  forman los peldaños de esta escalera duplohelicoidal. La escalera contiene miles de genes, las unidades básicas de la herencia.

El gen contiene toda la información necesaria para formar una proteína. La secuencia de letras en el gen constituye un mensaje codificado o plano que indica qué clase de proteína debe formarse. Por ello, el ADN, con todas sus subunidades, es la molécula maestra de la vida. Sin sus instrucciones codificadas, no existirían las diferentes clases de proteínas y, por tanto, tampoco la vida.

Los intermediarios

Sin embargo, como el plano de la formación de una proteína se conserva en el núcleo de la célula, y el lugar donde en realidad se forman las proteínas se halla fuera del núcleo, se necesita ayuda para llevar el plano codificado desde el núcleo hasta la “fábrica”. Las moléculas de ARN (ácido ribonucleico) prestan este servicio. Estas moléculas son químicamente similares a las de ADN, y se precisan diferentes formas de ARN para realizar la tarea. Veamos más de cerca estos procesos sumamente complejos que producen las vitales proteínas con la ayuda del ARN.

El trabajo empieza en el núcleo de la célula, donde se abre una sección de la escalera de ADN. Esto permite que las letras de ARN se unan a las letras de ADN que quedan al descubierto de una de las hebras del ácido. Una enzima recorre las letras de ARN para formar con ellas una hebra. Así, las letras de ADN se transcriben en letras de ARN, formando lo que podría llamarse un dialecto de ADN. La nueva cadena de ARN se despega de la hebra de ADN y la escalera de ADN se cierra de nuevo.

Después de otras modificaciones, este tipo particular de ARN codificado queda listo. Sale del núcleo y se dirige al lugar de producción de las proteínas, donde se decodifican las letras de ARN. Cada juego de tres letras forma una “palabra”, que equivale a un aminoácido específico. Otra forma de ARN busca ese aminoácido, lo recoge con la ayuda de una enzima y lo lleva a la “fábrica”. A medida que se lee y traduce la frase de ARN, se va formando una cadena de aminoácidos cada vez mayor. Esta se tuerce y dobla adoptando una forma única que da lugar a un tipo determinado de proteína. Y es posible que haya más de cincuenta mil tipos en nuestro cuerpo.

Aun este proceso de doblado de la proteína es importante. En 1996, varios científicos de todo el mundo “equipados con los mejores programas informáticos, compitieron entre ellos para resolver uno de los problemas más complejos de la biología: cómo se dobla una sola proteína, compuesta de una larga fila de aminoácidos, en la forma intrincada que determina el papel que desempeñará en la vida. [...] El resultado, dicho  sencillamente, fue: las computadoras perdieron y las proteínas ganaron. [...] Los científicos calculan que si una proteína de tamaño medio, compuesta de 100 aminoácidos, tuviera que resolver el problema del doblado ensayando todas las posibilidades, tardaría 10²⁷ (mil billones de billones) años” (The New York Times).

Este es solo un breve repaso de cómo se forma una proteína, pero puede apreciarse la tremenda complejidad del proceso. ¿Tiene idea del tiempo que necesita una cadena de veinte aminoácidos para formarse? ¡Un segundo! Y este proceso se repite constantemente en nuestras células corporales, desde la cabeza hasta los pies.

Aunque están implicados otros factores demasiado numerosos para mencionarlos, puede decirse que el trabajo de equipo requerido para producir y mantener la vida es impresionante. Y la expresión “trabajo de equipo” no hace justicia a la precisa interacción necesaria para producir una sola molécula de proteína, ya que esta necesita información de las moléculas de ADN, y el ADN requiere varias formas de moléculas especializadas de ARN. Tampoco podemos pasar por alto el papel fundamental y definido que desempeña cada una de las diferentes enzimas. Cuando el cuerpo produce nuevas células, lo que sucede sin nuestra dirección consciente miles de millones de veces todos los días, necesita copias de tres componentes: ADN, ARN y proteínas. Se entiende por qué dijo la revista New Scientist: “Prescinda de cualquiera de los tres y la vida se detiene”. O, llevando el razonamiento un poco más lejos: la vida no pudo haber surgido sin un equipo completo y operativo.

¿Es razonable que cada uno de estos componentes del equipo molecular surgiera espontánea y simultáneamente, en el mismo lugar, y todos ellos ajustados con tanta precisión que pudieran combinarse para obrar maravillas?

 No obstante, hay otra explicación de cómo llegó a existir la vida en la Tierra. Muchas personas han llegado a la conclusión de que la vida es el producto cuidado de un Diseñador con una inteligencia del más alto nivel.