La vida: una arquitectura molecular

Todo organismo está construido con átomos que se enlazan entre sí con enlaces químicos, que se pueden romper y transformar.

Todo lo que ves, tocas y hueles está hecho de átomos. Estas infinitesimales partes de la vida se agrupan en moléculas y sin querer son capaces de crear vida tal y como la conocemos. Pero que el impertérrito estado de ese cúmulo de átomos no le trate de engañar: se les puede despojar de esa fuerza. Detrás de cada proceso vital hay una molécula que lo soporta. La ingeniería molecular es capaz de moldear, romper y controlar la estructura de esa formación de átomos para crear potentes medicamentos, hacer materiales cada vez más resistentes o modificar totalmente las propiedades del tejido de la ropa que vestimos. Las posibilidades son infinitas, lo que permite a este trabajo arquitectónico contribuir a preservar la salud de la población, reducir la desigualdad en el mundo o crear materiales que ayudarán a formar ciudades más sostenibles. 
La química es quien crea esas moléculas a través de enlaces electrónicos. Los átomos juegan y se convierten en diferentes compuestos dependiendo de la situación del entorno que las rodea. Las moléculas de hidrógeno y oxígeno pueden transformarse en agua, pero si en su camino encuentran carbono, se podrían convertir también en acetona. Siguiendo la estela de la naturaleza y “sabiendo cómo los átomos se reconocen entre sí”, como afirma Fernando Tellado, miembro del grupo de ingeniería molecular del Instituto de Productos Naturales y Agrobiología (IPNA-CSIC) que señala que “los químicos buscamos replicar en el laboratorio los programas de construcción molecular que la naturaleza ha ido perfeccionando a través de milenios”. Todo ello mediante métodos eficientes, económicos y respetuosos con el medio ambiente. 
A través del calor o la radiación, estos científicos “cocinillas” son capaces de romper los enlaces electrónicos que han mantenido juntos a esos átomos, transformándolos en nuevas moléculas que, a su vez, configuran nuevos productos totalmente distintos a su origen. Este trabajo es el que realizan los ingenieros moleculares y exige el conocimiento de la estructura molecular a su nivel más íntimo, así como el uso de dos herramientas: la termodinámica y la cinética.
La primera nos dice si el proceso es posible; la segunda, si es viable. Recurriendo a un símil musical, puede decirse que el proceso de construcción molecular es una danza en la que los químicos ponen la música y la coreografía y que los átomos bailan con la pareja que le han elegido y solo con ella. Mientras que la música tiene que ser interpretable según una partitura definida (las reglas de la química), la coreografía debe ejecutarse paso a paso por el cuerpo de baile (la reacción o proceso químico).
Los químicos son expertos en controlar estos procesos para crear compuestos de valor añadido, de ahí que a la química se la denomine la ciencia central: produce los materiales que las otras ciencias necesitan para sus estudios y aplicaciones. Solo utilizando los átomos más comunes (principalmente carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno), el número de moléculas posibles se extiende más allá de nuestra capacidad de comprensión: 1060 (¡esto es, un 1 seguido de 60 ceros!). Una cifra que supera incluso al número estimado de estrellas en el universo situado en 1025. El abanico de posibilidades es ingente y su papel será muy relevante en las próximas décadas, pues gracias a ellos será posible reutilizar compuestos hasta ahora totalmente desechados que pueden marcar la diferencia en el futuro de la humanidad.

   

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La salud: una cuestión molecular