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Diseño Inteligente

Se descubre ajuste fino en el motor giratorio de la vida

David Coppedge, Graduado en Física (con honores)

La moneda energética universal en los seres vivos es la ATP.

Para producir las inmensas cantidades de esta molécula que la vida necesita sin interrupción, las células emplean baterías de motores giratorios llamados ATP sintasa.

La ATP sintasa ha llegado a ser una especie de mascota de la tesis del diseño inteligente, porque no hay precursores conocidos de este polifacético motor de alto rendimiento que es tan diminuto que cabrían 120.000 de ellos sobre la cabeza de un alfiler. Los científicos siguen dilucidando detalles más finos de estos motores usando la cristalografía de rayos X y otros métodos.

Un nuevo descubrimiento, publicado en PLoS Biology1, es que las moléculas de agua desempeñan una función crucial en el rotor. Estos descubrimientos aparecen resumidos en PhysOrg,

Los diseños en la naturaleza entusiasman a los inventores

David Coppedge, Graduado en Física (con honores)

La imitación de los diseños que aparecen en la naturaleza —la biomimética— es una de las áreas más activas de la ciencia en nuestro tiempo. Recientes comunicaciones se refieren a equipos investigadores lanzados a la carrera a introducir diseños naturales en el mercado, y no parece que esto tenga visos de acabar.

Los humildes micelios encuentran aplicación como soberbio material para diversas aplicaciones de envasado. Todos los avances tecnológicos humanos quedan eclipsados por las propiedades de unos materiales creados con un ingenio muy superior.

La función fotosintética de la clorofila sigue sin tener rival en la tecnología humana, muy tosca en comparación.

La seda de la araña sigue siendo un material incomparable por sus propiedades mecánicas, que los investigadores siguen estudiando con el deseo de emular su estructura y propiedades.

El flagelo sustituye piezas en pleno funcionamiento

David Coppedge, Graduado en Física (con honores)

Un nuevo estudio parece demostrar que el flagelo bacteriano, un motor molecular giratorio que ha llegado a ser un icono del movimiento del diseño inteligente, puede reparar piezas de su rotor mientras gira. Los resultados de un estudio de la Universidad de Oxford se publicaron en PNAS1 y fueron también el tema central de un Comentario en PNAS por Michael D. Manson de la Universidad de Texas A&M2. Estudios anteriores habían evidenciado que piezas de la parte estacionaria (el estátor) se podían recambiar mientras el flagelo estaba en marcha, pero ... ¿el rotor?

«El recambio de un componente del rotor es todavía más sorprendente que el recambio del estátor, dado que se sabía antes que diversos complejos del estátor pueden sustituirse mientras el motor está en funcionamiento»

decían los científicos de Oxford.

Bacterias — aprovechemos estas «máquinas perfectas»

David Coppedge, Graduado en Física (con honores)

Diez científicos italianos han expuesto una novedosa idea. Quieren enganchar sus vagones a las bacterias y usarlas para energizar manomáquinas. Es demasiado trabajo construir unas «máquinas tan perfectas» así a partir de cero, dicen. ¿Por qué no aprovechar lo que ya encontramos en la naturaleza?

Las bacterias autopropulsadas son un sueño de la nanotecnología. Estos organismos unicelulares son no sólo capaces de vivir y de reproducirse, sino que pueden nadar de forma muy eficiente, detectar el medio, y buscar alimento, todo ello incluido en un cuerpo que mide unas pocas micras. Antes que poder llegar a montar artificialmente unas máquinas tan perfectas, los investigadores están comenzando a explorar nuevas formas de aprovechar las bacterias como unidades propulsoras para microdispositivos.

Los autores no mencionan nada acerca de la evolución de estas «máquinas perfectas».

Un hito científico: Descubrimiento del segundo código genético

David Coppedge, Graduado en Física (con honores)

A veces es difícil valorar las consecuencias de un descubrimiento científico en el momento de su publicación, pero el que se comunica hoy desde la cubierta de Nature puede tener la misma importancia que el descubrimiento del código genético.

Esta influyente revista científica informaba del descubrimiento de un segundo código genético —el «código dentro del código»— que acaba de ser descifrado por biólogos moleculares e informáticos teóricos. Además, recurrieron a la tecnología de la información —no a la teoría de la evolución— para el descifrado.

El nuevo código se llama Código de Splicing (o, de corte y empalme, o ayuste). Existe incorporado en el interior del ADN. Dirige al código genético primario, de unas maneras muy complejas pero ahora predecibles, acerca de cómo y cuándo ensamblar genes y elementos de regulación.

El genoma humano «infinitamente más complejo» de lo que se esperaba

David Coppedge, Graduado en Física (con honores)

Diez años después de completarse el Proyecto del Genoma Humano, ahora lo sabemos: la biología es más complicada en «órdenes de magnitud» de lo que esperaban los científicos. Así escribía Erika Check Hayden en Nature News el 31 de marzo y en el número de 1 de abril de Nature.1

Un aire de amedrentadora complejidad impregna todo el artículo. El Proyecto del Genoma Humano fue una de las grandes investigaciones científicas del final del siglo 20. Algunos la compararon con el Proyecto Manhattan o con el programa Apolo. El trabajo de leer la secuencia de las letras del ADN había sido una tarea tediosa y dificultosa. Ahora, el descifrado de genomas es cosa rutinaria. Pero con la acumulación de datos procedentes de genomas de todo desde la levadura hasta los Neandertales, hay una cosa que ha quedado clara:

«al irse acumulando datos mediante el secuenciado y otras nuevas tecnologías, la complejidad de la biología ha parecido crecer en diversos órdenes de magnitud»

La biomimética: Una ciencia para hoy

David Coppedge, Graduado en Física (con honores)

¿Quieres una ciencia que tenga efectos prácticos para nuestras vidas?

Explora plantas y animales que tenemos a nuestro alrededor, con las soluciones que exponen ante problemas prácticos. Ahí es donde los investigadores están realizando asombrosos descubrimientos con potenciales aplicaciones prácticas.

Se están desarrollando materiales resistentes y ligeros imitando los de ostras y crustáceos. PhysOrg comunicaba que investigadores en la Universidad de Helsinki están acercándose a la fabricación de polímeros inspirados en el nácar que dan materiales irrompibles, antiincendios y exentos de gases.

Estos materiales son el sueño de los diseñadores de circuitos electrónicos: son aislantes, resistentes y flexibles. Y además, son ligeros. Y, encima, se autoensamblan cuando se imponen unas condiciones adecuadas.

Las máquinas moleculares usan componentes móviles

David Coppedge, Graduado en Física (con honores)

Los trabajos de investigación en los procesos de las máquinas moleculares siguen revelando componentes móviles: «dedos» que se abren y cierran, trinquetes que se enclavan, y pies que se mueven a lo largo de sendas. Aquí tenemos unos cuantos ejemplos procedentes de una voluminosa literatura que sale a raudales de los laboratorios de biofísica.

Los artículos científicos tienden a ser reservados en su lenguaje, pero los autores de un artículo en Structure no pudieron contenerse:

«Las ADN polimerasas son unas espectaculares máquinas moleculares que pueden copiar con exactitud el material genético contasas de error del orden de 1 en 105 bases incorporadas, sin incluir las contribuciones de las exonucleasas de corrección de pruebas.»

Las telarañas son colectores de rocío de alta precisión

David Coppedge, Graduado en Física (con honores)

Las fotografías de gotas de rocío sobre las telarañas son un motivo favorito de los fotógrafos de la naturaleza, porque se parecen a hileras de perlas sobre joyas finas.

¿Pero sabía el lector que la razón por la que las gotas de rocío forman unas perlas tan perfectas sobre las telarañas se debe a la fina microestructura de la seda de la araña?

Un equipo de científicos chinos ha estudiado este fenómeno y ha publicado en Nature cómo funciona1. Su descripción es casi tan deslumbrante como las fotografías: Ejemplo 1, Ejemplo 2.

Muchas superficies biológicas tanto en el reino vegetal como en el animal poseen unas insólitas características estructurales a escala micro- y nanométrica que controlan su interacción con el agua, y por ello su capacidad de mojarse. Un ejemplo curioso lo dan los escarabajos del desierto, que usan patrones a escala micrométrica de regiones hidrófobas e hidrófilas en sus espaldas para captar agua del aire húmedo.

La construcción de una célula: la complejidad es pasmosa

David Coppedge, Graduado en Física (con honores)

«La célula viviente es una máquina que se autoorganiza, se autorreplica y responde al medio ambiente, y que exhibe una complejidad pasmosa»

Así comenzaba una sección especial titulada «Building a Cell [La construcción de una célula]» en la revista Nature el 28 de enero de 2010.1

La sección, compuesta de cinco artículos, explora lo que se conoce acerca de la regulación génica, de la organización y señalización de la célula. Es también una oportunidad para ver qué piensan los científicos acerca de lo que están observando.

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