Genes, memes y replicantes
Javier D. Loza Herrera, MD, MSc(c)
Cmo funciona un cerebro?
La mejor forma de analizar un sistema complejo es modelar las condiciones iniciales
Condiciones Iniciales
Condiciones iniciales?
Estabilidad
El Universo est lleno de elementos estables, esto es derivado directo de la segunda ley de la termodinmicoa
El He es formado dentro de las estrellas porque es ms estable que el H
Las pompas de jabn, la forma del agua en el espacio, los cubos de sal
Replicabilidad
Algunas molculas grandes pueden ser estables Un trozo de diamante es en realidad una sola molcula Una molcula de hemoglobina (de 574aa) est
formado 4 cadenas, todas las molculas de hemoglobina son idnticas (los 8 mil trillones que tienes)
La conformacin es estable porque dada las condiciones iniciales de la formacin de la hemoglobina siempre queda doblada en la misma forma, a una tasa de cien billones por segundo
Condiciones Iniciales
Edad de la Tierra 4,54 x 109 (mil millones) 1%
La evidencia geolgica seala que la atmsfera terrestre estaba formada por: agua, dixido de carbono, metano y amonio
Condiciones iniciales
En un frasco conteniendo estos compuesto, la exposicin a radiacin UV y electricidad genera una infinidad de molculas carbonadas, interesantemente entre ellas aminocidos, purinas y pirimidinas
RECORDAR: La atmsfera bloquea radiacin UV debido al oxgeno (O2) y el ozono (O3), inexistentes en la atmsfera inicial
Hace 4 mil millones de aos
Sopa primitiva Permite la formacin espontnea de
macromolculas Algunas de estas cadenas en laboratorio
pueden ser bastante largas
El replicante
Imaginemos una molcula hecha por encadenamiento de subunidades
El replicante
Las subunidades (por probabilidades) deben ser ms comunes que la macromolla)
El Replicante
La propiedad bsica de un replicante es capaz de crear copias de s mismas
Pero baja estas circunstancias solo es necesario que (1) cada subunidad tenga atraccin por una de su mismo tipo y (2) que las subunidades tengan cierto grado de atraccin dado que estn prximas
El replicante
De esta manera una molcula puede generar copias de s misma
El nmero de copias est sujeta 3 factores: (1) tasa de produccin, (2) fidelidad y (3) tasa de destruccin
Replicantes y competencia
Las copias no son perfectas Los diferentes replicantes entonces
tienen diferentes valores de produccin, fidelidad y destruccin
Ahora... los bloques bsicos no son infinitos
Esas son las condiciones bsicas Todas las conclusiones evolutivas
provienen de eso dos (totalmente pausibles) supuestos
Y se correlacionan muy bien con la evidencia
Cmo?
Si hay variedades de molculas con diferentes valores de produccin, fidelidad y destruccin (supervivencia en el tiempo)
Y estas variedades necesitan los mismos bloques bsicos
Entonces aparece el fenmeno de competencia
El futuro de los replicantes
Algunas macromolculas aprenderna desprender las subunidades que eran parte de otras
Otras aprendern a reorganizar otros materiales alrededor de ellas (membranas) para evitar ser desprendida
Otros aprendern a usar molculas intermedias para manipular el entorno, para usar energa
Todos estos pasos son poco probables pero no tanto (1 en 10 millones, 1 en 100 millones de eventos)
El futuro de los replicantes
Los replicantes usan ahora intermediarios tortuosos y complejos
Pero siguen compitiendo por los mismos bloques dentro de nosotros
Los llamamos genes
Genes y ADN
El ADN en el interior de nuestras clulas contiene no solo la informacin de la funcin celular sino como construirla
Clula
ADN
Genes y ADN
Todas las clulas de nuestro cuerpo contienen el mismo ADN
Clula
ADN
Clula
ADN
Clula
ADN
Clula
ADN
Clula
ADN
Clula
ADN
Clula
ADN
Clula
ADN
Clula
ADN
Genes, ADN y Molculas
El ADN est organizado no como una cadena continua sino en unidades discretas: 46 unidades en el caso de los humanos
Es como si en cada cuarto de un edificio enorme existiera una copia de como construir el edificio, organizada en 46 volmenes
Sin embargo,
Los 46 volmenes en realidad son 23 pares Cada par tiene una versin sobre el mismo
componente (por ejemplo, la pgina del volumen que habla sobre que ventana hay que colocar) pero con ligeras diferencias entre cada miembro del par (ventana clara vs. ventana polarizada)
Podemos decir volumen 1a y 1b para designar un par
Los volmenes a provienen de nuestra mam y los b de nuestro pap (las letras son arbitrarias)
Tomar en cuenta que
A diferencia de las pginas de un libro, los genes no se pueden diferenciar a simple vista
Muchos de los genes tienen efecto sobre otros. Estos volmenes-cromosomas se parecen ms
a un rollo continuo de papel escrito en vez de un libro con pginas, y donde cada rollo contienen mltiples referencias a otros lados del manual y solo tiene sentido cuando se lee de esta manera
Efecto de los genes
Los genes contienen la informacin de como construir el edificio
El resultado final ser dependiente de la colaboracin de los genes para construir el edificio y el efecto sobre el entorno
Mientras exista el edificio este no puede alterar el contenido de los planos
Entonces....
Ya que los genes viven dentro de los edificios, la supervivencia de un gen est ligada directamente a la del edificio
El gen es responsable de su propia supervivencia
Lo que determina las caractersticas promedio de los edificios, finalmente, son los genes que estn circulando, el pool gentico.