Químicos españoles apuntan la solución de uno de los grandes misterios de la biología

Investigadores de los departamentos de Química Orgánica y de Física Química de la Universidad de Barcelona publican hoy en la revista Science la demostración de que la aplicación constante de una fuerza como la ejercida por la rotación de la Tierra habría contribuido a seleccionar una determinada orientación de las moléculas en detrimento de su imagen especular.

'Uno de los grandes misterios de la ciencia es la homoquiralidad de las moléculas esenciales de la vida'. Así empieza el comentario que el investigador holandés Ben Feringa dedica en la misma revista al trabajo de los investigadores españoles. Y añade: 'Las formas corrientes de vida no podrían existir sin esa quiralidad uniforme', una propiedad que les ha permitido construir las proteínas o los polisacáridos y, con ellos, los elementos básicos de todo ser vivo. Que existe esa quiralidad, es evidente, afirma, pero no lo es tanto el porqué.

Josep María Ribó, director de la investigación, aporta una posible explicación. 'Existe una fuerte relación entre los niveles macroscópico y molecular', de modo que una fuerza o una propiedad determinada presente en el mundo cotidiano puede influir en las características de una molécula. En este caso, y tras centenares de experimentos a lo largo de dos años, el giro constante al que se somete un compuesto de material orgánico puede determinar que sus moléculas se orienten en el espacio hacia la derecha o hacia la izquierda.

El fenómeno de quiralidad es común en la naturaleza, sobre todo en moléculas orgánicas. Una molécula determinada, como un azúcar o un aminoácido, puede presentar dos formas, una orientada a la derecha (dextrógira) y otra a la izquierda (levógira), como si una fuera la imagen en el espejo de otra. Por razones desconocidas, unas pueden predominar sobre las otras. Este es el caso de los aminoácidos, que mayoritariamente son levógiros, o de los azúcares, dextrógiros en su mayoría.

El experimento de Ribó, objeto de la tesis doctoral de Raimon Rubires, es 'insultantemente simple', como afirma él mismo, aunque de una laboriosidad extraordinaria. Se ha reproducido sistemáticamente un proceso de agregación molecular y sometido a una agitación con un utensilio clásico de laboratorio, un rotovapor. Y lo que se ha observado es que si esa agitación en forma de giro se aplica justo cuando las moléculas enlazan unas con las otras, puede romperse la quiralidad natural y favorecer la orientación a izquierda o a derecha a voluntad. El experimento sólo se da en determinadas condiciones, pero, como reconoce Feringa, supone la primera evidencia física de que una fuerza de este tipo puede favorecer una forma concreta de moléculas.

El sistema descrito puede extrapolarse a los orígenes de la vida. En opinión de Ribó, 'hay unas pocas fuerzas' en la naturaleza capaces de incidir en la orientación molecular. Entre otras, el campo magnético terrestre, la radiación electromagnética circular polarizada, como la causada por la explosión de una supernova, o el efecto Coriolis, el causado por la rotación de la Tierra sobre su eje y que es el responsable, por ejemplo, del sentido de giro de los anticiclones en cada hemisferio. El investigador cree que esta última fuerza pudo haber influido de forma decisiva durante la llamada era prebiótica cuando algo parecido a una 'sopa de moléculas' era prácticamente lo único que existía sobre la faz de la Tierra.

El trabajo de los investigadores españoles podría encontrar un hueco también en aplicaciones en las que la quiralidad sea un elemento fundamental. Ribó apunta como las más interesantes el desarrollo de membranas quirales, es decir, con una orientación determinada de sus moléculas, destinadas a favorecer o inhibir el tránsito de determinadas sustancias, o incluso el diseño de compuestos cuyas moléculas se orienten en un sentido dado para así favorecer vías metabólicas. Ambos, supuestos de interés para el desarrollo de fármacos.