diumenge, 15 de novembre del 2020

Molècules de vida

Nit de Nadal de 1959, Departament de Química de la Universitat de Houston. La barreja d'aigua, àcid cianhídric i amoníac, exposada a calor i llum ultravioleta, comença a reaccionar. El doctor Joan Oró ha posat totes les esperances en aquest experiment i ni tan sols la data assenyalada del calendari suposa un impediment per tirar-lo endavant. 

L'endemà al matí la feina i l'esforç tenen la seva recompensa. El resultat de la cromatografia és el millor regal de Nadal que pot tenir. Ja de petit, somiava en estudiar l'origen de la vida i el paper de la humanitat dins l'univers. Durant els anys de joventut, mentre treballava de forner seguint el negoci familiar del seu pare, aquell desig no va parar de créixer, com creixia la massa del pa per l'acció del llevat. Entre fornada i fornada sortia a observar el cel i les estrelles. Havent cursat la carrera de Química, la seva passió el va portar a deixar-ho tot per anar a treballar als Estats Units. Ara, després d'anys de dedicació, el científic lleidatà no pot evitar emocionar-se veient la substància detectada pel cromatògraf: Adenina.



Oró recorda com sis anys enrere va llegir amb gran atenció els resultats de l'experiment realitzat per Stanley Miller i Harold Urey a la Universitat de Chicago. Aquests dos científics nord-americans van ser els primers en aportar evidències experimentals a les hipòtesis sobre l'origen de la vida formulades feia uns anys per Alexander Oparin i John Haldane. A Oró sempre li havia fascinat imaginar-se com devia ser la Terra de fa vora 4.000 milions d'anys, aquell planeta inhòspit, amb altes temperatures, tempestes elèctriques i una intensa activitat volcànica, en el qual la vida havia començat a fer els primers passos. Seria capaç la ciència d'explicar-ho algun dia? Després de segles de relats mitològics, filosòfics i religiosos, començaven a sorgir les primeres teories científiques. Oró veia amb bons ulls les propostes formulades per Oparin i Haldane, segons les quals els compostos orgànics en què es basa la vida provindrien de les molècules de l'atmosfera primitiva. Les constants erupcions volcàniques haurien creat una atmosfera formada per gasos com diòxid de carboni, metà, amoníac, hidrogen i vapor d'aigua. Aquest s'hauria condensat formant mars i rius, en els quals els gasos s'haurien dissolt donant lloc al que es coneix com a brou primitiu. Gràcies a l'alta energia provinent de les radiacions solars i dels llamps, les molècules haurien començat a reaccionar entre sí formant molècules cada vegada més complexes.  L'experiment de Miller i Urey consistia en reproduir al laboratori les condicions ambientals d'aquesta Terra primitiva. La mescla dels gasos presents en el brou primitiu, mitjançant processos d'evaporació, descàrregues elèctriques i condensacions, va donar com a resultat la síntesi d'aminoàcids. Això demostrava com aquestes molècules bàsiques per a la vida, que conformen les proteïnes, podrien haver-se format a partir de la matèria inorgànica present en aquella Terra primitiva. 



El misteri entorn els mecanismes pels quals la Terra s'havia convertit en un planeta ple de vida començava a desvelar-se i el somni d'Oró era contribuir-hi. Avui, dia de Nadal, és conscient que el seu treball aportarà una mica més de llum. El seu experiment,  inspirat en el de Miller i Urey suposa un pas més, demostrant com una molècula més complexa com és l'adenina també es pot sintetitzar espontàniament. L'adenina és una de les quatre bases nitrogenades que formen part de l'ADN, la molècula responsable de la transmissió genètica. Junt amb la guanina, la citosina i la timina, representades amb les lletres A, G, C i T, conformen el codi genètic, aquesta mena de llenguatge que ens uneix com a espècie i alhora ens fa únics com a individus. L'adenina s'aparella sempre amb la timina, per mitjà de dos ponts d'hidrogen. Una unió fidel, però poc estable, cosa que facilita la desnaturalització. És a dir, en determinades condicions, com altes temperatures, el pont d'hidrogen es trenca. I és precisament aquest trencament el que permet que la cadena d'ADN s'obri i es repliqui. En altres paraules, l'estructura de l'adenina i la timina permet la multiplicació de l'ADN durant la divisió cel·lular. En definitiva, permet que la vida segueixi endavant.

L'adenina és una molècula clau, però no és més que una peça en l'enorme engranatge que és la vida, on cada molècula juga el seu paper. Per Joan Oró però, sempre més va ser una molècula especial. Tant és així que quan anys més tard se li concedí el títol de marquès en reconeixement a la seva tasca científica, el bioquímic va escollir la fórmula de l'adenina per il·lustrar el seu escut d'armes. A la part superior, hi col·locà el sol i les estrelles segurament com a representació dels anys que va treballar per la NASA, o potser com a record del cel que observava en els seus temps de forner i en el qual cercava respostes a les seves inquietuds.



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Moléculas de vida 

Nochebuena de 1959, Departamento de Química de la Universidad de Houston. La mezcla de agua, ácido cianhídrico y amoníaco, expuesta a calor y luz ultravioleta, empieza a reaccionar. El doctor Joan Oró ha puesto todas sus esperanzas en este experimento y ni siquiera la fecha señalada del calendario supone un impedimento para llevarlo a cabo. 

La mañana siguiente el trabajo y el esfuerzo tienen su recompensa. El resultado de la cromatografía es el mejor regalo de Navidad que puede tener. Siendo un niño, ya soñaba con estudiar el origen de la vida y el papel de la humanidad en el universo. Durante los años de juventud, mientras trabajaba como panadero siguiendo el negocio familiar de su padre, aquel deseo no paró de crecer, com crecía la masa del pan por la acción de la levadura. Entre hornada y hornada salía a observar el cielo y las estrellas. Habiendo cursado la carrera de Química, su pasión le llevó a dejarlo todo para trabajar en Estados Unidos. Ahora, después de años de dedicación, el científico leridano no puede evitar emocionarse viendo la sustancia detectada por el cromatógrafo: Adenina.


Oró recuerda como seis años atrás leyó con gran atención los resultados del experimento realizado por Stanley Miller y Harold Urey en la Universidad de Chicago. Estos dos científicos norteamericanos fueron los primeros en aportar evidencias experimentales a las hipótesis sobre el origen de la vida formuladas años atrás por Alexander Oparin y John Haldane. A Oró siempre le había fascinado imaginarse como debía ser la Tierra de hace casi 4.000 millones de años, aquel planeta inhóspito, con altas temperaturas, tormentas eléctricas y una intensa actividad volcánica, en el cual la vida había empezado a hacer los primeros pasos. ¿Sería capaz la ciencia de explicarlo algun día? Después de siglos de relatos mitológicos, filosóficos y religiosos, empezaban a surgir las primeras teorías científicas. Oró veía con buenos ojos las propuestas formuladas por Oparin y Haldane, según las cuales los compuestos orgánicos en los que se basa la vida provendrían de las moléculas de la atmósfera primitiva. Las constantes erupciones volcánicas habrían creado una atmósfera formada por gases como dióxido de carbono, metano, amoníaco, hidrógeno y vapor de agua. Este se habría condensado formando mares y ríos, en los cuales los gases se habrían disuelto dando lugar a lo que se conoce como caldo primitivo. Gracias a la alta energía proviniente de las radiaciones solares y de los rayos, las moléculas habrían empezado a reaccionar entre sí formando moléculas cada vez más complejas.  El experimento de Miller y Urey consistía en reproducir en el laboratorio las condiciones ambientales de esta Tierra primitiva. La mezcla de los gases presentes en el caldo primitivo, mediante procesos de evaporación, descargas eléctricas y condensaciones, dió como resultado la sintesis de aminoácidos. Esto demostraba como estas moléculas básicas para la vida, que conforman las proteínas, podrían haberse formado a partir de la materia inorgánica presente en aquella Tierra primitiva. 



El misterio alrededor de los mecanismos por los cuales la Tierra se había convertido en un planeta lleno de vida empezaba a desvelarse y el sueño de Oró era contribuir a ello. Hoy, día de Navidad, es consciente de que su trabajo aportará un poco más de luz. Su experimento,  inspirado en el de Miller y Urey supone un paso más, demostrando como una molécula más compleja como es la adenina también se puede sintetizar espontáneamente. La adenina es una de las cuatro bases nitrogenadas que forman parte del ADN, la molécula responsable de la transmisión genética. Junto con la guanina, la citosina y la timina, representadas con las letras A, G, C y T, conforman el código genético, esta especie de lenguaje que nos une como especie y a la vez nos hace únicos como individuos. La adenina se aparea siempre con la timina, mediante dos puentes de hidrógeno. Una unión fiel, pero poco estable, lo que facilita la desnaturalización. Es decir, en determinadas condiciones, como altas temperaturas, el puente de hidrógeno se rompe. Y es precisamente esta rotura lo que permite que la cadena de ADN se abra y se replique. En otras palabras, la estructura de la adenina y la timina permite la multiplicación del ADN durante la división celular. En definitiva, permite que la vida siga adelante.

La adenina es una molécula clave, pero no es más que una pieza en el enorme engranaje que es la vida, donde cada molécula juega su papel. Sin embargo, para Joan Oró siempre más fue una molécula especial. Tanto es así que cuando años más tarde se le concedió el título de marqués en reconocimiento a su labor científica, el bioquímico catalán escogió la fórmula de la adenina para ilustrar su escudo de armas. En la parte superior colocó el sol y las estrellas, seguramente como representación de los años que trabajó en la NASA, o quizás como recuerdo del cielo que observaba en sus tiempos de panadero y en el que buscaba respuestas a sus inquietudes.


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Aquest relat participa en el blog de narrativa científica Café Hypatia amb el tema #PVmoléculas


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