? ¿Cuál es el “Hardware” de los seres vivos Hardware? Hardware

Presentación del tema: "? ¿Cuál es el “Hardware” de los seres vivos Hardware? Hardware"— Transcripción de la presentación:

1 ? ¿Cuál es el “Hardware” de los seres vivos Hardware? Hardware
Ordenador Circuito Integrado ? Célula Red Hardware Hardware? Las dos ultimas diapositivas, mostraron que para fabricar proteinas, se usan varias “maquinitas”, especie de “circuitos vivientes”: la “maquinita molecular” que selecciona de la parte de ADN (la pagina dentro de la biblioteca) que debe transcribiese a ARN (la copia), la que ayuda a hacer “la copia” (el ARN), la que abre un poro en la célula para que el ARN (copia de la página original) salga del núcleo y viaje a la súper fábrica (El Ribosoma), las que traducen secuencias de ARN a secuencias de Aminoácidos dentro de la súper fábrica . Esta presentación es muy simplificada, aun faltan varios procesos en la transformación de AND a proteínas. Por ejemplo, el ADN es como un doble hilo (una doble hélice) que está enrollada en especies de carretes, para ocupar menos lugar dentro del núcleo. Antes del proceso de transcripción (de ADN a ARN), es necesario “sacar el hilo de los carretes “ (desenrollar el ADN) y además separar los 2 hilos (la doble hélice), trabajo que hace otra “maquinita molecular” (otra enzima). Ahora ya podemos comenzar a tener una idea acerca del Hardware en los seres vivos. El Hardware está constituido por todas estas “maquinitas moleculares” o “circuitos vivientes”, que “manipulan”, “los programas”, escritos en el lenguaje de origen (ADN), en lenguajes intermedios, ARN y Aminoácidos, o en el lenguaje final (Proteínas) para cumplir funciones especificas (seleccionar la pagina dentro de la biblioteca, hacer “copias”, etc.), más una enorme cantidad de otras “maquinitas moleculares” que “ejecutan” el Programa Final (que oxigenan el cuerpo, para el caso de la proteína Hemoglobina).

2 ? ? ? Ahora surgen varias preguntas relacionadas
con estas “maquinitas moleculares”… ? En el caso de los ordenadores, hay una clara diferencia entre los Programas (escritos en el Lenguaje Java, o en el Lenguaje de maquina, y los circuitos integrados, que forman parte del Hardware. Los Programas, podrían estar escritos en papel, antes de estar en la Memoria del Ordenador, (de hecho esto es lo que hacen los alumnos de los primeros años), mientras que los circuitos integrados son “componentes físicos”. . ... void displayWidgets (Iterable<Widget> widgets) { for (Widget w : widgets) { w.display(); } Así como en su casa usted tiene llaves de luz que funcionan como interruptores de corriente, y focos que alumbran y oponen resistencia a la corriente, un circuito integrado, tiene estas componentes (interruptores, resistencias, etc), pero en una escala mucho menor. A la luz de estas comparaciones, se abre un abanico de nuevas preguntas: 1 ¿Cómo se formaron las primeras “maquinitas moleculares” o “circuitos vivientes” que cumplen sus funciones con tanta precisión y a escala tan reducida? 2 ¿Cuál es el material constitutivo de los “circuitos vivientes” ? 3 ¿Cómo se comunican las células para que una le indique a otra que debe producir una determinada proteína? 4 ¿Cómo sabe el Ribosoma (la “mini Fabriquita”) si debe obtener aminoácidos externamente o si debe fabricarlos internamente? Vamos a intentar responder al menos a las dos primeras preguntas. Como vemos, la evolución de los seres vivos, no puede reducirse a “tirar dados” de material genético (mutación y entrecruzamiento), conservando “las tiradas que dan buen puntaje” y desechando el resto. ? ?

3 Los “bloques constructores” de la vida
Oparin, en 1924, propuso una idea sobre el posible origen de la vida en la Tierra: Crear materia organica (aminoacidos), a partir de sustancias inorgánicas (agua, metano, hidrógeno y amoníaco),  mediante calor y chispas eléctricas (que harían las veces de los rayos ultravioletas provenientes del sol). La teoría fue comprobada más tarde por Miller y Urey . Pese a que tanto la idea original como el experimento son extremadamente meritorios, hay que tener en cuenta que los aminoácidos (que forman las proteínas) son los bloques constructores de la vida. Sin embargo, hay bastante diferencia entre sólo los ladrillos y la casa terminada, y una diferencia muchísimo mayor entre la sola creación de aminoácidos y la creación de un ser vivo ….de donde surge la pregunta…. ¿Son el tiempo y el azar, los arquitectos que diseñan, ensamblan y les dan vida a estos “ladrillos moleculares” para formar los seres vivos? Aminoácidos Plegado Proteína

4 “maquinitas moleculares” o “circuitos vivientes” dentro de las células
Las células no tienen “ojos” ni “boca”, sin embargo, cumplen funciones como si fueran pequeñas “personitas”, que se alimentan, que respiran, que liberan desechos (como si hicieran “popó”). Desde el punto de vista práctico, nosotros tenemos condicionamientos (como comer demasiado, exceso de dulces, etc), que proviene del condicionamiento de nuestras células. Si hace ayuno, verá un notable cambio en los condicionamientos relacionados con los alimentos. Se pueden cambiar “los malos hábitos” de nuestras células! No tienen “órganos” como el estomago, hígado o páncreas, pero tienen partes internas que son como pequeños órganos, de hecho se llaman organelos (del Latin: organella, diminutivo de organum, que significa instrumento). Estos organelos son las “maquinitas moleculares” o “circuitos vivientes”. Ya habíamos visto algunas: El núcleo, donde el ADN, se “copiaba” (se transcribía) en el ARN, Los ribosoma (sofisticadas Fabricas en miniatura) Aparato de Golgi (el mini Correo). Podríamos agregar más, como 4) Las mitocondria, cuya función es básicamente realizar la respiración aeróbica. Son como “pulmoncitos de la célula que permiten que nosotros hagamos gimnasia aeróbica”. CÉLULA ADN 1 Núcleo 2 Ribosomas 4 Mitocondria 3 Aparato de Golgi

5 ¿Cómo se formaron las primeras “maquinitas moleculares” o “circuitos vivientes” dentro de las células? 1 En la era Precámbrica (Origen de la vida), vimos que aparecieron dos tipos de células. Las células “solitarias”, y las “sociables” 3 2 La Teoría Endosimbiótica (Margulis 1967) sostiene que las células “sociables” (eucariotas) surgen de la “Asimilación simbiótica” de células “solitarias” (procariotas). “Asimilación simbiótica” significa que las “células sociables” se tragan a las “solitarias”, pero no se entristezcan, … porque no se la comen, no hay digestión, viven juntas en una relación de cooperación. Endo = interno (dentro), syn = junto, bio = vida Asociación en la cual un  organismo  (la célula “solitaria”) habita (vive) en el interior (dentro) de otro organismo (la célula Sociable), cooperativamente (juntos), como el caso de la Mitocondria (el “pulmoncito”) Las “solitarias”, se llaman Procariotas Las “sociables” se llaman Eucariotas hace aprox millones de años 4 La célula “sociable” nutre al “pulmoncito” con compuestos orgánicos, y el “pulmoncito”, le ayuda a respirar y le da energía a la célula “sociable”. Esta energía, me permite a mi jugar al tenis, (no en el ATP = Association of Tennis Professionals). El “pulmoncito”, genera energía, mediante la producción de ATP (Adenosine Tri Phosphate), unas moleculitas que tienen la capacidad de transferir energía. La célula otrora solitaria, ahora recibe alimento, y otorga energía, … y ya nunca más estará en soledad! 5

6 ¿Cuál es el material constitutivo de los “circuitos vivientes” dentro de las células (organelos)?
. 25 ... void displayWidgets (Iterable<Widget> widgets) { for (Widget w : widgets) { w.display(); } Como vimos en el caso del ordenador, los circuitos integrados son muy diferentes de los Programas Programa “escrito” en el “lenguaje” ADN CÉLULA ADN Programador Programa escrito en el Lenguaje de las Proteínas 1 Núcleo El material constitutivo principal es proteínas. Los circuitos vivientes están formados mayoritariamente por sofisticados “programas” con formas “tridimensionales”, que “ejecutan” funciones especificas. Existen otros materiales constituyentes, como por ejemplo el ADN, que está mayoritariamente en el Nucleo, pero que también está el las Mitocondrias (los “pulmoncitos”). El ADN también es un Programa! ¿Cómo se crean estos programas? 2 Ribosomas 4 Mitocondria 3 Aparato de Golgi

7 Argumentos en contra de la complejidad irreducible
Uno de los principales argumentos en contra de la complejidad irreducible, (Kenneth R. Miller, Brown University), lo constituye es el hallazgo de una bacteria (llamada yersinia pestis) que causa (entre otras enfermedades) la peste bubónica. Esta bacteria produce sustancias toxicas en su interior, y utiliza el eje, que no rota como el flagelo bacterial (motorcito electrico viviente), pero se alarga, para transportar las sustancias toxicas que fabrica en su interior, fuera de la célula, y cual jeringa cargada de veneno, infecta células sanas. Las proteínas que forman las dos bacterias son muy similares. Aunque a la bacteria dañina pestífera (yersinia pestis), le faltan las proteínas que hacen girar el motor, es muy eficiente para transmitir enfermedades. El argumento principal de la complejidad irreducible, es que si al todo (en este caso a la bacteria “buena”) le sacamos una parte, el sistema deja de funcionar. A la bacteria yersinia pestis, le faltan varias proteínas que están presentes en el flagelo bacterial, y sin embargo funciona muy eficientemente , (desgraciadamente) transmitiendo enfermedades. Imágenes de bacterias reales

8 Reflexión Final En primer lugar, considero que lo importante es que cada uno conozca las diferentes posiciones de los defensores y de los detractores de las teorías, y en base al conocimientos y a sus propias tendencias tome una posición (o ninguna). Para el caso de Especificación, comparto la posición de los detractores de la teoría, debido a que comparto la imposibilidad de estimar la probabilidad de que la naturaleza genere un ser vivo, ya que la cadena de progenitores de cada ser vivo es enorme y desconocida. Los registros fósiles y el estudio de ADN no permiten decodificar esta cadena, y los orígenes se remontan a más de millones de años, por lo que es imposible hacer conjeturas que permitan estimar probabilidades. Para el caso de Complejidad Irreducible, pese a que los detractores exhiben contraejemplos de la teoría (como el caso del virus, para el caso del flagelo bacteriano), considero que es extremadamente difícil buscar contraejemplos para un numero grande de seres vivos, y a mi, como programador, me maravilla ser testigo de que la naturaleza, con o sin intervención divina genere un “programa” de semejante complejidad. Tal vez esté influenciado por el hecho de que “El que tiene un martillo en la mano, todo lo ve con forma de clavo”. De cualquier modo, está claro de que, en el caso de que los defensores ambas teorías (Especificación y Complejidad Irreducible) estén equivocados, no se infiere en absoluto la inexistencia de un ser superior. Lo único que pudiera inferirse es que no hay manera de demostrarlo. Hay mucha información, que trataré de incluir más adelante a cerca de intentos en la dirección contraria, esto es, intentar probar que no hay un diseño inteligente subyacente a los seres vivos. Pueden buscar en internet “diseño estúpido”. Por citar un ejemplo: muchos mamíferos tienen un gen que expresa la proteína oxidasa de la L-gulonolactona que fabrica la vitamina C. Nosotros tenemos el gen en nuestro genoma, pero no es funcional y no genera la proteína. El planteo de los defensores del “Diseño estúpido” es: ¿Para qué la tenemos? Hay una larga lista de ejemplos. Me parecen muy interesante varios de los artículos que tratan este tema, pero tampoco considero que prueben que no existe creador. En el mejor de los casos, probaría que, si existe un creador, no es “perfecto”, con una particular acepción de “perfección”. En mi humilde opinión, comparto la frase del documental “home”: La vida es un milagro, y siempre será un misterio. Los años de ciencia, de probabilidades y de teoría de la Información, no me alejan ni me acercan demasiado a la creencia de un creador. Contemplar la inmensidad que encierran los ojos de mi esposa en cambio, me acercan, en cuestión de nanosegundos a la existencia de un creador.