Si la vida es simplemente reacciones químicas complejas, ¿qué tan difícil es sintetizar la célula viva más pequeña?

Sí, podemos decir con confianza que la vida consiste en compuestos bioquímicos complejos sometidos a complejas reacciones químicas y físicas. Pero eso no es lo mismo que decir que la vida solo se dice compuestos y reacciones. Por un lado, estos productos químicos interactúan entre sí a través de redes complejas de influencias mutuas. Para sintetizar un organismo vivo, debería recrear redes completas que coordinen las reacciones necesarias para el crecimiento y la reproducción de su organismo sintético. Esto se aplica a los organismos unicelulares, ya que el funcionamiento interno de una célula debe coordinarse, no solo los procesos intercelulares de los organismos multicelulares.

Además, no puede ignorar los roles que desempeñan las estructuras supermoleculares en las funciones de los componentes celulares. Las células reales contienen esqueletos autoensamblados que proporcionan un marco que puede mover partículas de proteínas, por ej. ribosomas de una parte de la célula a otra. Algunas bacterias tienen colas deportivas, llamadas flagelos, que mueven las células alrededor de su medio extracelular. Las flagelas son conjuntos de proteínas complejas que contienen motores subnanoscópicos que las mueven. Quizás los componentes más difíciles de agregar a su organismo sintético son las membranas. Las bacterias procariotas solo tienen un tipo de membrana (no aquí las paredes celulares, solo las membranas de bicapa lipídica a las que se unen las paredes celulares), la membrana que rodea la célula y recubre los componentes internos de la célula de tal forma que actúa como una barrera para la mayoría de los químicos externos, pero pasa esos químicos, ej. productos alimenticios, debe tener, y los desechos debe eliminar. Estas funciones se llevan a cabo por tipos especiales de proteínas que funcionan solo en membranas. Pero además de las proteínas de transporte, existen conjuntos de proteínas y proteínas que viven en y sobre la cara interna de la membrana de la célula. Estos sirven como el marco estructural para los componentes críticos que deben ser resueltos y separados según sea necesario. Me refiero al cromosoma de la célula. El ADN de las células bacterianas está unido a dichos conjuntos en su membrana. Para replicar, ese cromosoma debe duplicarse químicamente y geográficamente, ya que el ADN recién copiado debe encontrarse en la nueva célula que está creciendo y dividiéndose o de lo contrario esa célula no tendrá vida. Cómo esto sucede es un completo misterio para mí. He estado fuera de mi campo desde hace algunos años, y tal vez alguien ya lo haya descubierto. Como puede ver, la replicación de organismos simples de una célula requiere la coordinación de una estructura compleja de diversos componentes (que generalmente no son solubles en una forma simple en un medio acuoso) que es la membrana de la célula. Sin él, la célula no puede contenerse a sí misma, no puede diferenciarse de su entorno. Podría seguir y seguir.

No digo que la síntesis de una célula viva sea imposible. Soy un gran creyente en ‘nunca digas nunca’ cuando se trata de progreso científico. Sin embargo, para hacerlo, necesitamos diseñar el sistema más simple que pueda crecer y replicarse. Hay enfoques para este problema que están siendo considerados. Sospecho que la parte más difícil será crear una membrana que pueda crecer y dividirse (ni siquiera abordé la necesidad de pellizcar una membrana separada cuando la célula se divide) en coordinación con todos los demás componentes de la célula fabricada.

Si tuviera todos los componentes (eléctricos, mecánicos, electrónicos, químicos y basados ​​en nanotecnología) para hacer un robot, qué tan difícil es ensamblarlo y hacerlo funcionar en sincronía, el conocimiento y la experiencia requeridos para el mismo no se limitan a ningún en cambio, un individuo, un grupo de grandes mentes trabajando en armonía, lograría mejor esa tarea.

Supongamos que ensamblamos todo y el robot comienza a funcionar bien, y de repente uno de los componentes falla, el robot seguirá trabajando mientras ese componente no sea una parte esencial de él, pero si, por ejemplo, falla el circuito de control de potencia , o las baterías fallan, el robot está muerto.

La vida es algo similar a esto, pero con dos diferencias muy importantes, un robot es diseñado y montado por el hombre, pero una célula simple no lo es.

Es un arte maestro por naturaleza llevado al estado actual de excelencia durante miles de millones de años de selección natural y otras condiciones ambientales.

La primera creación de seres vivos nos lleva de vuelta a la formación de compuestos orgánicos, los hidrocarburos, los aminoácidos y luego la vida celular individual que comenzó hace unos 4.000 millones de años.

El proceso exacto que condujo a este mismo comienzo es desconocido a partir de la comprensión actual de la humanidad.

Pero a partir de entonces sabemos cómo la vida ha evolucionado y se ha moldeado para adaptarse a diferentes entornos y condiciones lo suficiente como para sobrevivir y propagarse.

La segunda diferencia entre un robot y una célula es que la célula funciona con reacciones químicas y otras interacciones físicas que generalmente son irreversibles.

Si vuelve a colocar una batería descargada o un circuito defectuoso en el robot, puede volver a funcionar correctamente, pero eso no es cierto para una célula viva.

No es posible reiniciar todas las reacciones si, por una vez, se pierde el sincronismo complejo en la célula.

Esa es también la razón por la que no puedes devolverle la vida a una persona muerta si por una vez se pierde este sincronismo súper complicado, sin importar cuántas partes del cuerpo de él reemplaces o reinicias.

Por lo tanto, hacer que una célula funcione perfectamente es súper complicado para nosotros, incluso si conocemos todos los mecanismos y partes de una célula.

Hemos estado alrededor de este planeta durante aproximadamente 200k años y solo recientemente, hace un siglo aproximadamente, es donde nuestra tecnología se ha convertido en los estándares actuales de complejidad.

No tenemos miles de millones o millones de años para perfeccionar la idea de que la naturaleza debe formar lo que es la vida hoy en día.

Quién sabe, tal vez en el futuro venidero podamos lograr lo que ahora se piensa como una tarea imposible.

Si un hombre antiguo fuera a visitar nuestro mundo actual hoy, nunca reconocería que es la misma tierra donde vivió, para él todo lo que hemos creado parecerá como si fuera una magia o algo sobrenatural lo ha creado.

Lo mismo es cierto de nosotros, cuando miramos a los complejos seres de la vida vivos en la actualidad.

Llevado al estado actual de existencia por naturaleza durante miles de millones de años, ya que hemos estado en este planeta por un período tan corto de tiempo, es demasiado pronto para emitir juicios.

El organismo más simple que conocemos es demasiado complejo para que podamos entenderlo. Podemos conocer las rutas bioquímicas, pero descubrir de manera cuantitativa cómo funciona todo es otro asunto. Se podría decir que el clima es simplemente reacciones químicas complejas e interacciones físicas, entonces, ¿por qué nos cuesta predecir exactamente dónde va a tocar tierra un huracán?

Este enlace puede ayudar a dar una mejor imagen mental de cuán complejo es el organismo más simple, con cientos de genes;

Para modelar el microbio más simple del mundo, necesita 128 computadoras

La vida no es “solo reacciones químicas complejas”. El hecho de que la vida no haya sido creada por el hombre ilustra esto. El hombre se ha destacado en reacciones químicas complejas y en la modificación de formas de vida para beneficio de la humanidad. Pero formar vida desde la no vida es algo en lo que el hombre aún no ha tenido éxito.

Para mí, esto apunta a una realidad metafísica que existe, y una señal de que hay un creador que posee el secreto para formar la vida.

Si la vida no es más que reacciones químicas complejas, ¿qué tan difícil es sintetizar la célula viva más pequeña?

Estamos haciendo un buen progreso en la comprensión de lo que tiene que pasar para hacer una célula viva, sin embargo, nuestra ciencia aún no es capaz de lograr esto.