Pensándolo bien...
Los elementos zurdos y diestros en el universo material son un fenómeno fundamental conocido como quiralidad, que describe objetos o sistemas que no pueden superponerse sobre su imagen especular. Esta propiedad se observa a distintas escalas, desde las partículas subatómicas hasta estructuras macroscópicas en la naturaleza.
A nivel molecular, la quiralidad se manifiesta claramente en los aminoácidos y azúcares que forman la base de la vida. Los aminoácidos en los organismos terrestres son predominantemente levógiros (zurdos), mientras que los azúcares, como la glucosa, son principalmente dextrógiros (diestros). Este sesgo en la naturaleza plantea interrogantes fundamentales sobre cómo se estableció dicha preferencia inicial y cuáles son las implicaciones para la evolución y el origen de la vida.
En el ámbito de la física de partículas, la interacción débil, una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo, muestra preferencia hacia partículas zurdas y antipartículas diestras. Este fenómeno, descubierto en experimentos durante el siglo XX, ha revelado una asimetría inherente en las leyes físicas fundamentales, que podría tener implicaciones cruciales en nuestra comprensión de la evolución temprana del Cosmos.
Asimismo, esta quiralidad se extiende a fenómenos cosmológicos y astronómicos. Por ejemplo, ciertas moléculas detectadas en nubes interestelares presentan una preferencia quiral que podría estar relacionada con la luz polarizada que incide en ellas desde fuentes astronómicas. Esta interacción entre la luz y la materia podría haber sido determinante en la selección quiral original que influenció el desarrollo de la vida en la Tierra.
A escala macroscópica, la quiralidad es observable en minerales y cristales que crecen formando estructuras quirales. Ciertos cristales pueden polarizar la luz según su configuración espacial, generando una interacción particular con otros elementos químicos y físicos.
Explorar la presencia y efectos de elementos zurdos y diestros en el universo material ofrece una ventana fascinante hacia las simetrías y asimetrías fundamentales que rigen la naturaleza, y nos permite reflexionar sobre las profundas conexiones que vinculan la física, la química y la biología en la construcción del cosmos.
La quiralidad molecular es una asimetría en la que no coinciden una forma y su imagen especular. Consideremos un átomo de carbono; sus cuatro enlaces habilitan, potencialmente, a formar 2 compuestos diferentes por la orientación especular. Esto implica que es posible formar dos moléculas diferentes con los mismos componentes y enlaces. Pensemos en nuestras manos, que son quirales.
La quiralidad puede darse en cualquier tipo de compuestos moleculares, pero por su participación tan extendida en gran cantidad de compuestos orgánicos, especialmente relevante en los que participe el átomo de carbono. Las moléculas biológicas, como el ADN, se han hecho incluyendo la quiralidad.
La vida espejo a nivel molecular es una fascinante y potencialmente inquietante posibilidad científica, basada en la quiralidad, es decir, la propiedad que poseen algunas moléculas para existir en dos formas que son imágenes especulares entre sí, pero que no son superponibles. Este fenómeno es crucial en la bioquímica terrestre, donde los aminoácidos en los seres vivos, como hemos dicho, son casi exclusivamente levógiros (L-aminoácidos), mientras que los azúcares son principalmente dextrógiros (D-azúcares).
Recientemente se ha publicado un trabajo en el que 38 investigadores reflexionan sobre la quiralidad y sus consecuencias. No hay explicación científica, química o biológica para que un organismo sea de una quiralidad concreta, pero los seres vivos son homoquirales. Cabe conjeturar que desde la síntesis química se podrán obtener seres construidos con ADN zurdo o proteínas diestras. Una forma de vida espejo implicaría una biología completamente opuesta a nivel molecular, donde todos los aminoácidos serían dextrógiros y los azúcares levógiros. Aunque químicamente idénticas en términos generales, estas moléculas espejo tendrían interacciones totalmente diferentes con los organismos terrestres existentes.
Imagen creada con ayuda de ChatGPT con DALL-E
La síntesis artificial de moléculas espejo en laboratorio ya es una realidad y permite el estudio profundo de sus propiedades bioquímicas únicas. Investigaciones recientes indican que, aunque la vida espejo podría ser viable en condiciones controladas, su interacción con formas de vida tradicionales podría desencadenar conflictos moleculares sin precedentes.
Cabe conjeturar que una bacteria construida con ADN espejo podrá crecer y reproducirse igual que las convencionales. Pero en el proceso de lucha de nuestro sistema inmunológico contra las bacterias, las moléculas que están implicadas son homoquirales. Nuestro sistema inmunológico es muy sensible a la quiralidad. Alarma el hecho de que el desarrollo de la resistencia de las bacterias a los antibióticos tenga que ver con la quiralidad. Hay que conjeturar sobre la estrategia de los patógenos de utilizar la quiralidad como forma de escape de la resistencia del sistema inmunológico.
El potencial peligro de la vida espejo radica precisamente en esta incompatibilidad fundamental. Las proteínas formadas por aminoácidos espejo serían irreconocibles e inutilizables por organismos terrestres, lo que podría causar efectos catastróficos si una forma de vida espejo entrara en contacto con nuestro ecosistema. Desde una perspectiva inmunológica, por ejemplo, estas moléculas podrían generar respuestas impredecibles, al no ser reconocidas adecuadamente por los sistemas biológicos terrestres.
El motivo de preocupación es la potencial amenaza a la vida, como la conocemos. La vida espejo no fue creada en el primer momento. No cabe pensar que desde la síntesis se puedan prever las consecuencias que pueden derivar caso de mezclar la quiralidad de las moléculas de la vida. El momento científico que atravesamos hace pensar en que va siendo factible la vida espejo, por muy especializado que sea el trabajo a desarrollar. Recordemos que las bacterias espejo son potenciales fábricas de medicamentos contra el ARNm, por ejemplo. Son auténticas fábricas de terapias de este tipo.
A nivel molecular, la vida espejo también plantea profundas interrogantes evolutivas y ecológicas. ¿Cómo podría surgir una bioquímica basada en moléculas especulares? ¿Existiría alguna ventaja selectiva en ciertos contextos ambientales específicos que favorezca la vida espejo sobre la vida convencional?
El debate está abierto y es preciso mantener discusiones científicas abiertas sobre la vida de espejo. Regulación viene otra vez a enmarcar el trabajo en este campo. Ya hay antecedente en imponer restricciones a la manipulación de ácidos nucleicos, que potencialmente pueden usarse para fabricar virus peligrosos.
Explorar el fenómeno de la vida espejo a nivel molecular no solo tiene implicaciones profundas para nuestra comprensión fundamental de la biología, sino que también exige precauciones éticas y prácticas significativas, dada la posibilidad real de una colisión devastadora entre dos bioquímicas opuestas, pero igualmente válidas.