¿Cómo podría describirse cada organismo vivo química y físicamente para permitir la recreación completa de un animal en un laboratorio?
… ¿Qué tan lejos estamos de hoy?
¿A partir de hoy? Estamos tan lejos como hemos estado de recrear un sistema biológico en un laboratorio como los vasos de vidrio alguna vez serán de la recreación de organismos.
El hecho es que, al recrear procesos químicos en el laboratorio, estamos tratando de controlar, en la medida de lo posible, las condiciones exactas requeridas para que, a medida que avanza la reacción, podamos hacer observaciones útiles, preferiblemente observaciones cuantitativas (masa de reactivos , volumen de salida gaseosa, composición de salida gaseosa, opacidad del producto, color de salida, etc.
En general, así es como ha evolucionado la química: hemos tratado de encontrar cada vez mejores formas de purificar nuestros reactivos en mayor grado para que nuestros productos sean lo más puros posible y para que una reacción pueda documentarse adecuadamente.
Esto funciona bien para encontrar aplicaciones en la industria. Si observas, las industrias químicas (así como la fabricación, ya que los procesos de síntesis de materiales se basan principalmente en procesos químicos) trabajan en procesos paso a paso bajo condiciones controladas para que la mezcla de monómeros orgánicos que introduzcas salga como nylon de un tipo particular cada vez.
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La biología hace todo lo anterior, pero con precisión a escala molecular en condiciones que no parecen estar estrechamente controladas:
(Artículo original: Diffusion, Crowding & Protein Stability en un modelo molecular dinámico del citoplasma bacteriano)
Ejemplo: ¿Quieres simular el proceso de respiración de una célula? Necesitarás agua, ácido fosfórico, algunos carbohidratos y alrededor de diez enzimas. Lo más probable es que cuando agregue el ácido fosfórico, todas esas enzimas se desnaturalicen. ¡Ese es solo un proceso! ¡Este proceso también ocurre en un ciclo continuo! Estamos hablando de la entrega de ciertos reactivos a una velocidad muy controlada exactamente en el punto correcto del ciclo para que los grupos fosfato puedan romperse y utilizarse para restaurar ADP a ATP (ADP + Pi = ATP).
Además, algunas de estas enzimas y procesos requieren membranas para operar, en parte para mantener los gradientes de difusión, en parte para contener productos desagradables, y en parte para mantener las enzimas en el lugar correcto.
Para ir más allá y simular, en un laboratorio, la síntesis de todas estas enzimas y proteínas desde el principio a partir de sus instrucciones de ADN … También puede tener la célula y admirar su funcionamiento en todo su esplendor.
Por lo tanto, mientras que la biología a menudo se describe (cariñosamente) como “desordenada” por las otras ciencias, opera a un nivel de precisión que es simplemente notable. “Bolsas de productos químicos” es una descripción bien utilizada (y no inexacta), pero cuando nos ponemos al grano, una célula es una bolsa de productos químicos altamente regulada, receptiva y altamente sofisticada que golpea nuestros tubos de ensayo torpes cada día de la semana.
Su mejor apuesta para simular un sistema biológico en un laboratorio es virtualmente, en una computadora adecuadamente poderosa. Eso es factible, aunque puede que aún nos falten décadas. En primer lugar, no tenemos la capacidad informática para simular billones y billones de células, cada una de las cuales realiza miles de procesos simultáneos que interactúan entre sí, y dos, no sabemos lo suficiente sobre lo que sucede en las células para programar una simulación.
