jueves, 18 de junio de 2009

Las grandes ideas

Todas las ciencias se basan en un conjunto, en general bastante reducido, de grandes ideas que constituyen su "cuerpo" básico. El problema está en que, en ocasiones, no es tan fácil identificar esos pilares conceptuales. Claro que, una vez que se logra conocer y comprender esos fundamentos, resulta mucho más sencillo ir añadiendo conceptos más detallados, pero que, en esencia, se limitan a precisar y desarrollar esas ideas.

En el caso concreto de la Biología, la iniciativa "Molecular Life Science Concept Inventory", un grupo de trabajo en el que participan varias universidades de diferentes lugares del mundo, está tratando de elaborar un amplio conjunto de conceptos clave, importantes para el aprendizaje de esta ciencia. Sin embargo, antes de embarcarse en la búsqueda de ese repertorio de conceptos, ha elaborado una especie de "decálogo" de la Biología Molecular, un conjunto de lo que ellos llaman las "Grandes Ideas". ¿Serán estos los conceptos clave de esta ciencia? Los recojo a continuación, por si le sireven de algo a alguien.

  1. Evolución molecular: la evolución de los organismos vivos requiere cambios en el ADN que producen variabilidad genética heredable y fenotipos diferenes. Las estructuras moleculares esenciales y muchos procesos celulares han sido conservados a lo largo de la evolución.
  2. Autoensamblaje: en los sistemas biológicos el autoensamblaje es el proceso mediante el cual ciertas moléculas se pliegan y se agregan entre sí de modo espontáneo para formar estructuras organizadas. La agregación suele suponer interacciones no covalentes entre moléculas con superficies complementarias.
  3. Compartimentalización: membranas fluidas definen los sistemas (células y orgánulos) que hacen posible la vida. Su existencia permite que las moléculas y las funciones estén compartimentalizadas y reguladas.
  4. Información y comunicación: una propiedad característica de los sistemas vivos es la capacidad para captar y transmitir, interpretar y responder, almacenar y replicar información.
  5. Regulación: los sistemas biológicos son dinámicos. Comprenden redes complejas de procesos que están regulados con vistas a desarrollarse coherentemente y conseguir de modo eficiente objetivos fisiológicos.
  6. Catálisis: la mayoría de las reacciones biológicas requieren catálisis enzimática para incrementar sus velocidades reduciendo la energía de activación de la reacción. Las enzimas proporcionan blancos para el control cinético.
  7. Energía y organización: los sistemas biológicos mantienen un estado de estabilidad (homeostasis) en una posición alejada del equilibrio mediante la importación de energía (es decir, cumplen con la segunda ley de la termodinámica).
  8. Complejidad de las estructuras moleculares: los sistemas biológicos son funcionalmente complejos y diversos. Esto requiere complejidad en las estructuras de las macromoléculas biológicas. Es necesario un aporte de energía para su síntesis a partir de los materiales iniciales sencillos.
  9. Complementariedad de las estructuras moleculares: los procesos celulares requieren un alto grado de especificidad en las interacciones moleculares. Esto se consigue mediante la unión selectiva de superficies complementarias.
  10. El entorno acuoso de la célula: el comportamiento único del agua como líquido y como solvente es uno de los factores determinantes fundamentales de la estructura y función en los sistemas vivos.