Arxiu de la categoria ‘General’

El medicament ocult sota una capa de verí

dimecres, 9/05/2018

El teix (Taxus bacatta) és una conífera europea força emprada en jardineria, però també històricament per aprofitar la seva fusta. Son arbres de creixement lent i que poden arribar a viure molts segles, fins i tot mil·lennis. Cal vigilar amb ell ja que conté uns alcaloides molt tòxics que fan que menjar qualsevol part de la planta resulti perillós. Això es coneix des de sempre, i el mateix Juli Cèsar explica a “La guerra de les Gàl·lies” com Cativulc, rei dels Eburons, es va suïcidar prenent suc de teix.

De totes maneres, això dels verins i les toxines sempre és relatiu (depèn de la dosi) i fins i tot de les plantes tòxiques se’n poden obtenir productes beneficiosos. Això és el que va passar amb una altra espècie de teix, el Teix del Pacífic (Taxus brevifolia). És un arbre més petit i que creix a la franja costanera occidental de Nord Amèrica. En principi no hauria de destacar massa, però a finals dels anys cinquanta l’Institut Nacional del Càncer va fer un estudi avaluant les propietats anticancerígenes de més de trenta mil plantes diferents i una d’elles va ser justament el Teix del Pacífic.

El cas és que en un extracte de l’escorça d’aquest arbre es va detectar una notable propietat antitumoral que, anys després va dur a la identificació i caracterització de la molècula responsable. El nom estricte és (2α,4α,5β,7β,10β,13α)-4,10-Bis(acetiloxi)-13-{[(2R,3S)-3-(benzoilamino)-2-hidroxi-3-fenilpropanoil]oxi}-1,7-dihidroxi-9-oxo-5,20-epoxitax-11-en-2-il benzoat, però es coneix, simplement, com “paclitaxel”. La molècula va representar un important millora en els tractaments contra el càncer, però va ser una mala notícia pels arbres ja que feia falta un arbre sencer (de varis segles d’edat) per obtenir mig gram del fàrmac.

Per sort, els químics coneixen la seva feina i anys després es va trobar la manera de sintetitzar el paclitaxel a partir d’altres principis obtinguts en altres tipus de teix més abundants i amb un rendiment molt superior. La clau és que com que son plantes emparentades, fabriquen molècules més o menys similars. Algunes d’aquestes, com la 10-Deacetylbaccatina es pot aconseguir de diferents espècies de teix, incloent el tòxic Taxus bacatta, de manera que ara es pot fabricar el paclitaxel per curar el càncer a partir de productes extrets del tòxic teix europeu.

La historia del paclitaxel (que comercialment es coneix com Taxol) ens recorda que, fins i tot de les plantes més verinoses es poden obtenir medicaments útils per determinades malalties. També ens fa veure que els beneficis que ens ofereix la natura poden estar amagats dins de plantes molt tòxiques i que de vegades cal molt enginy i molta tecnologia per separar les toxines que danyen el cor, dels medicaments que poden atacar un tumor.

A per l’interior de Mart!

dimarts , 8/05/2018

Ja tenim una altra missió camí del planeta Mart.  Fa un parell de dies es va enlairar el coet Atlas V que duia a l’interior la sonda Insight, dissenyada per estudiar l’interior del planeta vermell. Ja tenim força dades de l’atmosfera i la superfície marcianes, però del seu interior encara en sabem poques coses. Aquesta missió aclarirà molts dels dubtes que encara hi ha sobre aquesta part de Mart.

Simplificant molt podríem dir que estem enviant a Mart un sismògraf increïblement sensible i sofisticat junt amb alguns aparells més. Aquesta vegada no serà un rover dels que van corrent per la superfície sinó que quedarà estàtic al lloc d’aterratge. És normal ja que el que volem és escodrinyar l’interior del planeta i per això no cal anar voltant a tort i a dret.

L’estrella de la missió és el sismògraf, dissenyat per detectar els moviments sísmics marcians de la manera més precisa imaginable. Per fer-nos una idea, pot detectar vibracions de la mida del diàmetre d’un àtom. Això, evidentment no s’aconsegueix amb un sismògraf normal. L’aparell quedarà dipositat sobre la superfície, cobert i aïllat per una cúpula en la que s’ha fet el buit i que està dins d’una altra coberta que l’aïlla dels efectes del vent i els canvis de temperatura exterior. Dins hi ha un grup de sensors que permetran detectar els diferents tipus d’ones sísmiques, i “escoltar” el que passa dins el planeta.

Un altre instrument interessant és un sensor tèrmic que s’anirà clavant dins el terreny fins una fondària de cinc metres. Així podrà situar uns quants sensors de temperatura a diferents nivells per mesurar el gradient tèrmic que es genera i d’aquesta manera avaluar el flux de calor de l’interior del planeta cap a l’exterior.

I el tercer sistema interessant és un detector de posició que permetrà identificar el moviment de rotació del planeta, de nou amb molta precisió. Els planetes tenen el moviment de rotació que tots coneixem, però hi ha altres moviments menors que li aporten un cert balanceig. Això depèn de com sigui el nucli del planeta. Segons si és líquid o sòlid segons la massa interior i com estigui distribuïda, el balanceig serà diferent. Amb aquest aparell, i mesurant com es mou el planeta, sabrem moltes més coses del seu interior.

La missió havia de sortir fa  un parell d’anys, però poc abans de la data prevista es va detectar un fallo en el sismògraf. Algunes de les peces no estaven preparades per les temperatures marcianes i no es va poder reparar a temps. Això va fer que es perdés la oportunitat del llançament i va caldre esperar dos anys per tornar a tenir Mart a tir. Un bon recordatori que això d’enviar sondes a altres planetes depèn molt de les posicions relatives. No te sentit enviar una nau a Mart quan el planeta està a l’altre costat del Sol. En el cas de Mart, les “finestres de llançament” apareixen cada dos anys, de manera que si la perds, cal carregar-se de paciència fins la propera oportunitat.

Una altra curiositat és que el llançament es va fer des de la base de Vandenberg, a Califòrnia. Això és una diferència si ho comparem amb els llançaments habituals des de Cap Canyaveral, a Florida. Quan els coets surten de la costa est ho fan en direcció a l’Atlàntic, per aprofitar la velocitat que confereix la rotació del planeta. En canvi, si surt de Califòrnia, no va terra endins i perd aquest impuls extra. Aquesta vegada no era massa greu ja que el coet era dels més potents que hi ha i el pes de la missió era relativament baix, de manera que es podien permetre prescindir de l’empenta de la rotació de la Terra. Era pràctic perquè a Cap Canyaveral hi ha molts llançaments previstos i anava bé descongestionar-lo una mica.

Ara només queda esperar mig anyet i creuar els dits el dia que la nau faci la maniobra de descens. Aquells set minuts en que la missió se la juga de veritat. Mentrestant, paciència.

Una altra teràpia imaginària

dilluns, 7/05/2018

Una notícia apareguda a un diari anglès m’ha fet dubtar una estona si era una de les habituals noticies falses o anava de veres. I sembla que efectivament era certa, tot i que no era cap novetat ja que la història és de fa temps. Segons diuen, un grup de més d’un centenar de homeòpates afirma curar l’autisme a base de desintoxicar els nens amb productes homeopàtics i dosis altes de vitamina C. Els productes homeopàtics no fan res, és clar, però l’excés de vitamina C pot causar diarrees que son les que “purifiquen el budell i el cervell” dels nens.

La teràpia s’anomena CEASE, que és l’acrònim en anglès per “Complete Elimination of Autistic Spectrum Expression” i que des del punt de vista comercial els deu funcionar prou bé. A més no deu ser massa complicada perquè segons la seva web, fan cursos per preparar als terapeutes. Uns cursos de… tres a cinc dies. “Casado style” .

Per descomptat, la web i les explicacions són un seguit de paraules que sonen molt bé. “Destoxicació”, “Suport ortomolecular”, “substàncies potenciades”, i una frase que m’ha encantat: “Fins i tot la malaltia, la medicació i la vacunació en el camp energètic del pare i la mare abans de l’embaràs es poden transmetre al nen mitjançant transferència energètica”. Realment es poden ajuntar paraules per construir frases correctes sintàcticament, però que no tenen cap sentit real. Transferència energètica al fill per l’efecte de les vacunes en el camp energètic del pare? De veritat?

El nivell de disbarats és prou gran com perquè la societat d’homeopatia anglesa se n’hagi desmarcat, però sempre hi haurà pares que es gastaran els calers amb l’esperança que serveixi d’alguna cosa. Si ho fan, estaran complicant la vida al nen ja que tampoc és bona idea anar causant diarrees en nom d’una suposada “detoxificació”.

És clar. Després venen les rebaixes quan entrevisten gent implicada en aquesta història i comencen a dir que ells no van dir que curessin l’autisme sinó que tenien tractaments útils per millorar en algun aspecte. Una manera fàcil d’adjudicar-se qualsevol canvi que els pares notin o creguin notar. Tot i així, si bateges una teràpia amb el nom de “Eliminació completa de l’expressió del espectre autista”, després grinyola una mica que vinguis amb que no, que en realitat no volies dir el que semblava que deies.

En realitat el que ja no sorprèn és la capacitat d’alguns d’inventar-se suposades teràpies o, de veure millores allà on no n’hi ha. Mai saps quan es tracta de gent que creu en el que fa encara que estigui equivocada o de simples estafadors sense escrúpols.

Plàstic, pols, algues i escalfament polar

divendres, 4/05/2018

Que l’Àrtic està en procés d’anar-se desfent ja no ho dubta ningú. La superfície de gel és cada any menor i només es discuteix quin efecte tindrà això sobre el procés global d’escalfament que afecta al planeta. Però sovint no en som conscients del grapat de fenòmens que van passant i que cada un en major o menor mida contribueixen a modificar les condicions de l’Àrtic.

Per exemple, aquest any ja s’ha detectat una quantitat important de plàstic i, sobretot, microplàstics sobre el gel de les zones boreals. Abans era molt difícil que aquestes restes hi arribessin ja que les corrents no hi contribuïen i el mateix gel representava un obstacle important. Amb la presència de zones foses cada vegada més grans, el camí per la contaminació de plàstics ha quedat obert. Ara caldrà veure quin efecte tenen, però dubto que sigui cap efecte positiu.

Un altre problema que pateix l’Àrtic és el de la pols arrossegada, cada vegada més eficientment, pel vent. Si a sobre hi ha mines de carbó en indrets propers, l’enfosquiment de la neu per culpa de partícules de pols esdevé molt important. I com més fosca sigui una superfície, més calor capta, de manera que les zones amb neu bruta tendeixen a escalfar-se i acabar per fondre’s, molt més de pressa que si la neu es blanca i fa que la llum es reflecteixi amb més eficiència.

Però la pols, combinada amb un cert augment de la temperatura, té un altre efecte que cal tenir en compte. El creixement de les algues marines microscòpiques (el fitoplàncton) està condicionat per uns pocs factors. Essencialment llum, nutrients i temperatura. Amb l’augment de temperatura i l’aportació de nutrients que representa la pols que arriba provinent de latituds més baixes, les algues poden créixer en zones on abans els era impossible. Ara hi ha zones on hi ha algues que creixen sobre el mateix gel, donant-li un aspecte fosc i, de nou, fent que capti més energia del sol i s’escalfi més.

Cada un d’aquests fenòmens, per separat, tindria una importància limitada, però el cas és que tenen efectes sinèrgics, de manera que l’efecte final és més gran que la suma dels efectes per separat. I tot s’afegeix al de l’escalfament global causat per la presència de gasos hivernacle.

De vegades es critica que els models climàtics tenen un grau d’incertesa molt gran. El que passa és que la vida real inclou un grapat de petits efectes que combinats els uns amb els altres modifiquen el resultat final de maneres difícils de preveure. Tot i així, no oblidem que el que es discuteix no és la tendència sinó, únicament, la magnitud dels canvis.

“Nevada” al cometa

dijous, 3/05/2018

Fa uns dies va circular per la xarxa unes de les imatges més espectaculars que recordo de l’exploració espacial. Es tractava del que semblava ser una intensa nevada a la superfície del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Aquell que la sonda Rosetta, de l’Agencia Espacial Europea (ESA) va visitar i on va aterrar, d’una manera més o menys accidentada, la petita sonda Philae. En fotografia ja queda sorprenent, però veure l’animació gif és, senzillament, espectacular.

En realitat, la seqüència la va fer un aficionat a l’astronomia aprofitant les imatges disponibles a la web de la ESA (enhorabona, @landru79. Em trec el barret). I la gràcia és que ens mostra un indret on sembla nevar, és a dir, on hi passen coses. Massa sovint, les imatges que tenim de planetes, satèl·lits, cometes i asteroides, mostren una decebedora immobilitat. De vegades podem veure un remoli de vent a Mart, o uns guèisers a Encèlad, però tenen poc aspecte real. No ho identifiquem com un indret físic on sigui fàcil situar-nos mentalment.

En canvi, l’animació de la tempesta de neu al cometa ens resulta totalment familiar. Un aclaparador penya segat en un costat, un terreny amb roques i pols, i partícules movent-se com si fos una autèntica tempesta de neu. No costa gens transportar-se mentalment allà.

És clar. Quan ho penses un moment de seguida comences a veure que alguna cosa falla. Als cometes sí que hi ha neu. De fet, son fets sobretot d’aigua gelada i pols. Però sense una atmosfera digne d’aquest nom difícilment hi haurà un vent que generi aquella tempesta.

La realitat és que el que veiem és més subtil. Son imatges obtingudes a uns tretze quilòmetres d’altura per la sonda Rosetta mentre orbitava al voltant del cometa i la seqüència comprimeix uns vint-i-cinc minuts de temps real. El moviment de la nau fa que el camp de visió es vagi desplaçant. D’altra banda, molts dels puntets brillants que semblen anar caient són, en realitat, les estrelles que van quedant ocultes rere l’horitzó del cometa a mida que aquest va girant. L’autor de l’animació va generar-ne una segona on queden fixades les estrelles i es pot discriminar molt millor que és cada cosa. De pas, també s’ha pogut identificar algunes estrelles i confirmar la orientació tant del cometa com de la nau.

I la resta de partícules? S’ha dit que podrien ser el rastre de raigs còsmics que, en creuar la càmera de la sonda deixen el seu rastre. Pot ser que n’hi hagi algun però la majoria semblen ser partícules de pols que probablement estan més properes a la nau que a la superfície del cometa. En tot cas, si es mira imatge per imatge, es pot seguir el rastre de moltes d’elles, cosa que seria impossible si fossin raigs còsmics.

Aquesta és d’aquelles imatges que conviden a mirar al passat i recordar que fa no gaires anys, l’únic que ens venia al cap quan ens parlaven de cometes era una mena d’estrella amb cua. Ara en canvi, veiem penya segats, sortidors de gas, naus aterrades i pols en moviment. Un canvi espectacular en molt poc temps.

Emmagatzemar oxigen

dimecres, 2/05/2018

Quan et demanen com vols la carn, una de les opcions és “al punt”. Aleshores queda amb una coloració curiosa visible al moment de tallar-la. El típic color marronós de la carn cuita per la superfície mentre que per l’interior manté el vermell característic de la carn crua. Evidentment l’aplicació de calor modifica alguna cosa que canvia el color.

En bona part, la clau està en una proteïna molt abundant al teixit muscular: la mioglobina. El nom ens pot recordar la hemoglobina i el motiu és que fan funcions similars però situades en indrets diferents. L’hemoglobina és un proteïna globular (per això “globina”) que es localitza a la sang (i per això “hemo”). La mioglobina es una proteïna més petita, també globular i que està situada a les cèl·lules musculars (per això “mio”, que vol dir múscul).

La funció en els dos casos és transportar oxigen, però no ho fan exactament igual. L’hemoglobina està situada dins els glòbuls vermells i “agafa” oxigen quan passa pels pulmons. És una atracció relativament feble la que tenen l’oxigen i l’hemoglobina. Si hi ha molt oxigen, tal com passa dins els pulmons, s’hi enganxa, però si no n’hi ha gaire, l’oxigen pot ser substituït per altres molècules, com el CO2.

D’altra banda, si la molècula d’hemoglobina té unit oxigen  mostra un color vermell intens, diferent del que té si el que porta unit és CO2, que presenta un vermell molt fosc. Per això la sang arterial i la venosa tenen colors diferents.

Doncs la mioglobina és una proteïna similar, però més petita i que mostra molta més afinitat per l’oxigen. Això fa que quan la sang passa per la musculatura, la mioglobina, que està dins de les cèl·lules musculars, “prengui” l’oxigen a la hemoglobina. Així, els músculs tenen una petita reserva d’oxigen unit a la mioglobina, que també agafa un color més aviat vermellós. Essencialment és el color vermell de la carn crua.

La mioglobina també és la que determina si una carn es “blanca” o “roja”. Al final depèn de la quantitat d’energia que necessiti el múscul segons el tipus d’exercici que faci. Si ha de treballar molt i molt ràpid, li caldrà molta energia, consumirà molt oxigen i per tant, emmagatzema molta mioglobina, que li dona el color vermell. En canvi les fibres musculars de contracció lenta no tenen aquesta necessitat, el seu contingut en mioglobina és molt més baix i el color és blanquinós.

Per cert, el líquid vermell que surt de la carn només és aigua amb una certa quantitat de mioglobina. Si s’escalfa molt agafa el color de la carn cuinada ja que és el que té la mioglobina quan, per efecte de la calor, perd l’oxigen i es desnaturalitza.

I, com és previsible, cada animal té una quantitat de mioglobina diferent segons les necessitats que tingui d’emmagatzemar oxigen als músculs. Nosaltres tenim un sis grams per quilo de carn i el catxalot en te més de setanta. Així s’entén millor que pugui estar tanta estona sota l’aigua. El seu múscul disposa d’una bona reserva d’oxigen en forma de mioglobina oxigenada.

En el tema de portar oxigen l’hemoglobina s’endú la fama però, sense treure-li mèrit, la mioglobina també hi juga un paper ben important per mantenir-nos vius i convenientment oxigenats.

Rates i reines

divendres, 27/04/2018

M’ha fet gràcia la notícia de la presència de rates de laboratori per la plaça Catalunya de Barcelona. Tot i que no està del tot clar si efectivament són de laboratori o d’algú que les tenia com a mascotes o ves a saber. El cas és que hi ha una colònia incipient de rates albines però que l’ajuntament ja ha iniciat la campanya anual d’eliminació de plagues, de manera que no haurien d’estar gaire més temps.

Això m’ha recordat un vell post de la primera etapa del Centpeus que anava sobre l’origen de les rates blanques de laboratori i quin paper hi va tenir la reina Victòria en tot plegat. Potser és un dia adient per repescar-lo i refrescar-lo:

.

A principis del segle XVIII estava passant un fet interessant a Europa. La població de rates, que històricament havia sigut de rates negres Rattus rattus anava sent substituïda per una altra espècie de rates, la rata comuna (o rata marró) Rattus norvegicus. Aquestes nouvingudes provinents de l’Àsia eren més adaptables que les rates originals i van començar a proliferar amb molt èxit. Això va fer que esdevinguessin un problema fins i tot pels europeus d’aquells temps, acostumats a viure en condicions higièniques discutibles.

De fet, la població de rates va créixer tant que a Anglaterra, per tal de controlar-ne l’excés, es va crear un nou ofici: el de caçador de rates. I, com no podia ser d’altra manera, a palau hi havia el “Caçador de Rates Reial ” (Royal rat catcher).

Doncs bé, un d’aquests caçadors de rates reials es deia Jack Black i, a mitjans del segle XIX, treballava al servei de la Reina Victòria d’Anglaterra. En Jack Black, a més d’eliminar les rates, també en capturava de vives per un joc que tenia un cert èxit en aquells temps: Concursos de gossos caçadors de rates. Es tractava de deixar anar unes quantes rates en un tancat i veure quin gos en matava més en menys temps. Eren altres temps.

Però quan en Jack Black capturava rates amb alguna característica peculiar, les guardava per criar-les i vendre-les com animals de companyia. Això, que d’entrada ens pot fer angunia, no és tant estrany. Encara avui hi ha llocs on les rates es venen junt amb ratolins, hàmsters, conills o tortugues com animals de companyia. Quan porten unes quantes generacions en captivitat tenen un comportament molt diferent de les rates de claveguera. De fet, actualment hi ha associacions de criadors de rates i ratolins igual que n’hi ha altres de peixos d’aquari o d’ocells.

Doncs en aquell temps, sembla que a les dames de palau els feia molta gràcia disposar d’una gàbia amb un parell de rates de colors sorprenents, com ara albines, grogues o amb taques. Diuen que una de les clientes de Jack Black va ser l’escriptora Beattrix Potter, i una altra va ser la mateixa Reina Victòria.

Amb els anys, la moda de tenir rates com mascotes va anar minvant, però en aquell temps era un fet habitual. Per això, en Jack Black va vendre una partida de rates albines a una botiga de mascotes francesa. I resulta que, molt poc temps després, aquests distribuïdors d’animals van servir un grup de rates albines a un institut mèdic dels Estats Units. L’institut Wistar de Filadèlfia.

Aquest institut, que forma part de la Universitat de Pennsylvania, va començar a criar aquells animals, per fer experiments del que ara anomenem biomedicina. Les rates albines eren més dòcils que les salvatges i, a base de criar-les entre elles generació rere generació, van acabar per ser genèticament molt homogènies. Això feia que els experiments fossin més reproduïbles que si agafaves cada vegada un tipus de rata diferent.

Doncs aquella soca de rates ara es coneix com la “Rata Wistar” i va ser la primera soca ben establerta que es va fer servir per l’experimentació mèdica. Actualment les rates Wistar es poden trobar als laboratoris d’arreu del món. Després es van anar establint altres soques amb diferents característiques. Les rates Sprague-Dawley, les rates Lewis, les rates Zucker… que s’adapten millor a un tipus d’estudis o altres. Però les Wistar van ser les primeres.

Per això, quan veieu imatges de científics treballant amb unes rates blanques, és molt probable que siguin rates Wistar. Nosaltres mateixos les fem servir al laboratori. I això té la seva gràcia, perquè la propera vegada que agafi una rata tindré ben present que és descendent d’un d’aquells animals capturats per Jack Black al servei, ni més ni menys, que de sa Majestat la Reina Victòria d’Anglaterra.

No us la sabeu pelar solets?

dijous, 26/04/2018

No fer les coses de manera senzilla si la pots fer complicada  a un preu superior. Aquesta sembla ser la regla d’or d’algunes estratègies comercials que, quan hi penses un moment, te n’adones de com d’absurdes arriben a ser. Una de les mes evidents va formar part d’un fenomen viral fa un temps quan es va denunciar l’absurd de pelar fruita com les mandarines i vendre-la envasada en paquets o capses de plàstic.

La incoherència és evident. Es tracta de fruites que ja tenen la seva pròpia capa protectora que aïlla l’interior de l’exterior de manera extremadament eficient. Quina necessitat hi ha de destinar esforços i energia a treure aquesta capa i posar-hi un plàstic que faci exactament la mateixa funció? Doncs vendre més, ja que hi ha clients als que els fa mandra pelar una mandarina.

De veritat? Mandarines? No us la sabeu pelar solets?

Després ens indignem quan es parla dels residus que es generen, del cost del reciclatge o de com ens allunyem de la vida natural. Les taronges poden donar una miqueta més de feina, però si ni tan sols som capaços de pelar una simple i modesta mandarina ja podem tancar la boca i deixar de rondinar per com de malament està el planeta.

La pell dels fruits té el nom d’epicarpi (o exocarpi). És la capa més exterior del fruit. Les altres capes són el mesocarpi (la part que ens solem menjar) i l‘endocarpi (la capa que envolta la llavor de l’interior). L’epicarpi de les mandarines i dels cítrics en general és particularment gruixuda i està feta per capes i capes de cèl·lules que acaben cobertes per una fina capa de ceres que la mateixa planta fabrica. Aquestes tenen la funció d’impermeabilitzar i protegir i nomes queden uns pocs estomes per permetre l’intercanvi de gasos amb l’exterior.

Inicialment les cèl·lules de la pell fan fotosíntesi i tenen clorofil·la, que li dona el color verd que mantindran fins que madurin. En aquest procés de maduració, la clorofil·la es va substituint per xantofil·les o carotens i agafa el color groc o taronja, segons el cítric. Si ho pensem, no deixa de ser el mateix que passa amb les fulles. Primer son verdes i en un moment donat esdevenen de colors grocs i taronges. El gruix de la pell serà més o menys gran en funció dels nutrients que disposi la planta i amb això poden jugar els pagesos.

Tot plegat crea una barrera protectora realment eficient. No hi ha cap necessitat de retirar-la i substituir-la per una capa protectora plàstica. Absurditat humana al més alt nivell. En general tots volem que el planeta estigui millor, que es generin menys residus i que els contaminants ambientals es redueixin. Però si quan volem menjar una mandarina no podem fer ni l’esforç de pelar-nos-la solets és que som realment inútils.

Una nova estructura pel DNA

dimecres, 25/04/2018

Si ens parlen del DNA, el que ens ve al cap immediatament és la típica estructura de la doble hèlix. Les dues cadenes de nucleòtids unides entre sí per les interaccions complementaries entre les adenosines i les timines (T-A) i per les que hi ha entre citosines i guanines (C-G) ha esdevingut la icona de la biologia molecular. Però la natura sempre amaga sorpreses, i cada vegada està més clar que, malgrat que la doble hèlix és la forma majoritària, algunes regions del DNA poden estructurar-se d’altres maneres.

Justament una d’aquestes formes l’acaben de detectar a l’interior del nucli de les cèl·lules. És important que sigui dins el nucli perquè dins el tub d’assaig no és difícil fer que el DNA agafi formes d’allò més estrambòtiques. L’important és veure si en cèl·lules vives passa o no. I sembla que la resposta és que sí per algunes formes “exòtiques” de DNA.

No és que sigui cap DNA estrany. Simplement s’ha plegat de manera diferent i ja no forma la doble hèlix. L’anomenen “motiu intercalat” o i-motif  i és una mena de bucle en el que les unions estan intercalades de manera que es genera una mena de capsa. Difícil d’explicar, però una imatge val per mil paraules:

En realitat, aquesta no és la primera estructura complicada del DNA. Fa uns pocs anys se sap que hi ha una altre manera de plegar-se, denominada “G-quadruplex” que també crea una estructura tridimensional curiosa.

El cas és que sembla que això no és una simple curiositat sinó que forma part del funcionament del material genètic. Les estructures quàdruplex-G semblen més o menys estables, però els i-motif es fan i es desfan segons com estigui la cèl·lula d’activa o no. Potser aquest plegament actuï com una mena d’interruptor que posa en marxa diferents gens o que en modula el funcionament.  O potser hi hagi malalties causades per problemes al moment de formar aquests plegaments. Ja fa temps que sabem que la forma en la que el DNA es recargola en l’espai no és irrellevant.

És interessant ja que fins ara, era el RNA el que adoptava estructures estranyes, recargolades en l’espai tridimensional i que generava formes curioses. El DNA es veia com una molècula molt més rígida i amb menys possibilitats. Realment té més limitacions que el RNA, però potser ens havíem quedat en l’estructura més cridanera i havíem passat per alt les altres.  Molt probablement estem a l’inici d’un grapat de descobriments sobre maneres addicionals de regular el funcionament de les cèl·lules a través de la manera com la cadena del DNA es retorça sobre sí mateixa.

Nombres absurdament grans

dimarts , 24/04/2018

Una de les virtuts de les matemàtiques és que permet fer càlculs sobre conceptes abstractes. Això també és un dels motius que fan que siguin considerades tan complicades per molta gent. És senzilla l’aritmètica elemental, quan pots imaginar un nombre concret de “coses” que sumes, restes o multipliques, però com visualitzar la tendència al límit del valor d’una funció feta amb nombres irracionals?

El cas és que fins i tot amb els nombres senzills podem arribar a nivells que ja no té sentit referenciar-los a “coses”. Això passa, per exemple, amb nombres molt grans. I quan un matemàtic diu que és posa a parlar de nombres grans, és millor preparar-se per reptes intel·lectuals majúsculs. Per ells, els milions, bilions o trilions són nombres petits, senzills i poc interessants, no massa diferents del vint o el cinquanta.

Un nombre gran ben conegut és el googol. S’escriu 10^100 (deu elevat a cent) i seria un u seguit de cent zeros. Podeu dir que us ho imagineu, però no és veritat. Ningú te capacitat per imaginar un googol, entre altres coses perquè és una xifra tan gran que no hi ha res que mesuri un googol. Ni l’edat de l’univers expressada en segons (10^18), ni el nombre d’àtoms que hi ha a tot l’univers arriben (10^81), ni de lluny, a mesurar un googol.

Però això dels exponents és llaminer i posats a fer podem imaginar un número encara més gran. (insisteixo: podem imaginar el número, però no el concepte). El googolplex és defineix com deu elevat a un googol (10^10^100) i, òbviament, podríem pensar que és un número absurd en el sentit d’absurdament gran.

La clau és deixar de pensaren “coses”. Els números permeten mesurar o catalogar conceptes, operacions, possibilitats…i aleshores, aquests números tan extraordinàriament grans ja guanyen sentit. Per exemple, el nombre de possibles partides d’escacs diferents és superior a un googol. El mateix passa amb el nombre d’estats quàntics de totes les partícules de l’univers. Coses que ja s’allunyen molt de l’experiència habitual, però que els matemàtics poden calcular i tenen nombres per fer-ho.

I si ens fiquem en abstraccions totals, arribem a nombres ridículament grans. Nombres que deixen al googolplex com una broma diminuta. En base a determinats càlculs referents als nombres primers, la hipòtesi de Riemann i algunes funcions que només entenen els entesos, el matemàtic sud-africà Stamley Skewes va demostrar que alguna cosa està relacionada amb el nombre 10^10^10^964, conegut com el “segon nombre de Skewes”. Dic “alguna cosa” simplement perquè soc incapaç d’entendre’n els detalls, encara que puc copsar la magnitud del nombre que fa servir.

Però encara n’hi ha de més grans. El nombre de Graham és tan enorme que ni tant sols fent servir exponents podríem escriure’l. Cal un sistema nou de notació per, simplement, escriure’l. Si el simple intent d’escriure el nom del nombre resulta vertiginós (calen més exponents que volums de Planck hi ha a l’univers) com ha de ser el nombre? De nou, no té cap sentit pensar en coses sinó en conceptes totalment abstractes relacionats amb la mateixa essència de la matemàtica. Fites que els exploradors dels nombres poden identificar i que als que no som del camp ens permeten intuir com de fascinant ha de ser l’univers abstracte per on es mouen. Malgrat que els conceptes se m’escapen, el simple fet de pensar que els humans podem arribar a aquests nivells d’abstracció matemàtica és com per estar una mica satisfet del nostre intel·lecte.