Aunmas_ciencia_023
24 Noviembre 2002
Revisado y actualizado a Abril 2008
Juan Chamero, Editor Jefe de aunmas.com
Fuente 1:
Microbiología y Bacteriología - Universidad de Wisconsin
Fuente 2:
BBC News, Vida Sintética
Fuente 3:
LIFE - VIDA, Wikipedia
Fuente 4:
Enciclopedia de Filosofía de la Universidad de Stanford
Nota Editorial
Aprovechamos ésta revisión y actualización para aclarar algunas definiciones relativamente ambiguas, cosa frecuente en nuevas disciplinas que además tienen un crecimiento explosivo, a saber:
- Vida sintética
- Vida artificial
- Vida celular
- Vida no celular
- Vida bioquímica sintética
- Wet alife
- Máquinas auto replicantes
- Inteligencia artificial sin cuerpo
Las dos primeras definiciones suelen confundirse aunque ambas denotan formas de vida sintetizadas o manufacturadas. Existe sin embargo acuerdo en que ninguna de estas formas existen a la fecha e incluso para algunos pensadores ni siquiera podrían existir. A la larga todo es en gran parte un problema semántico: definir qué entendemos por VIDA. Esto no significa que no se esté trabajando intensamente en ello sino que hasta ahora no se ha podido crear. Para la gran mayoría de la comunidad científica es posible y algunas formas simplificadas estarían, como veremos, a punto de concretarse.
Qué entendemos por vida
La definición convencional de “vida” se refiere a la vida celular, la vida de los organismos celulares, y estaría caracterizada por las siguientes propiedades:
- Homeostasis: capacidad de mantener una especie de equilibrio bioquímico y termodinámico con el ambiente que rodea al organismo;
Poseer una organización;
- Metabolismo: capacidad de transformar la energía proveniente del exterior (al organismo) para convertir elementos inorgánicos en componentes necesarios para mantener la vida celular – anabolismo- y para descomponer la materia orgánica que “envejece” o ha cumplido su ciclo –catabolismo-.
- Crecimiento: capacidad para crecer, en tamaño, funcionalidad y en complejidad, más síntesis que catálisis;
- Adaptación: capacidad para cambiar a lo largo del tiempo para hacer frente a cambios en el medio ambiente;
- Respuesta a los estímulos: desde “contraerse” en actitud “defensiva” a “expandirse en actitud agresiva;
- Reproducción: capacidad de producir nuevos individuos, sexualmente o asexualmente.
Los ocho rangos de la vida - Wikipedia
En algo tan complejo como es la vida pretender definir sus límites con una taxonomía o con una descripción de propiedades de clases, como podríamos hacer en disciplinas más duras, da lugar a imprecisiones y ambigüedades inevitables, siendo fácil encontrar excepciones, es decir, formas de vida que no satisfacen la taxonomía y/o las propiedades como las arriba enumeradas. Por ejemplo, las mulas, los liger –cruza de león macho con tigre hembra- no pueden reproducirse; los virus y priones no pueden reproducirse sino es en presencia de específicos sustratos, por lo que no serían considerados formas de vida sino replicadores.
Vida Artificial - alife
Recién ahora estaríamos en condiciones de intentar definir Vida Artificial o alife como algo distinto de lo que entendemos por vida natural, que estaría más o menos comprendido en la vida celular arriba descripta. Alife sería entonces una disciplina que estudia los sistemas vivos, las distintas formas de vida y su evolución mediante robots, algoritmos, simulación mediante modelización matemática en computadoras y bioquímica. A su vez alife se divide en tres tipos: soft alife basada en software, hard alife basada en hardware y wet alife basada en bioquímica. Y ya que estamos podemos clasificar dentro de estas definiciones a los autómatas celulares y a las redes neuronales, que pueden ser implementados tanto en hardware como en software.
Vida bioquímica sintética sería entonces un wet alife, una forma de vida bioquímica artificial que se parece y se comporta como bacterias muy simples. Y es aquí donde estaríamos muy cerca de obtener resultados concretos.
Wet alife
En Octubre del año 2007 Craig Venter, dijo que había creado un cromosoma sintético empleando productos químicos en un laboratorio. Esto fue inmediatamente contradicho por ETC, un grupo de bioética canadiense, diciendo a traves de su Director Ejecutivo Pat Mooney, que lo que Venter había logrado era simplemente inyectar un cromosoma, es decir una molécula DNA con 381 genes, en una célula viva y que científicamente ese nuevo organismo debería llamarse Synthia.
En Enero del 2008, un equipo investigadores de Estados Unidos informó en la revista Science como pudo construir todo el DNA de una bacteria en laboratorio usando ladrillos de material genético, y fue presentado como un paso hacia la vida sintética. El sentido es, según comentó a la BBC el Dr. Hamilton O. Smith, Premio Nobel, un re-diseño de los cromosomas celulares pero no está creando una forma artificial de vida.
- Esto es lo que se sabía hasta el momento: En el esquema de la izquierda se inyecta genoma de un organismo en la célula de otro tomando el control de la máquina celular;
- Paso 1 del descubrimiento: se crea genoma sintético de una bacteria “cosiendo” químicamente pedazos cortos de DNA; crean el nuevo genoma denominado Mycoplasma JCVI-1.0;
- Paso 2 del descubrimiento: el genoma sintético es colocado dentro de la célula, se reproduce y crean plantas para sustitución de biocombustibles y productos de petroquímica.
La experiencia fue hecha con el genoma M-Genitalius, uno de los más pequeños que existen.
Antecedentes científicos de este descubrimiento
En base a un artículo publicado por el Scientific American el 26 de abril 2004 y escrito por W. Wayt Gibbs, un escritor Senior. Es una compilación de los avances a esa fecha. Es este un trabajo liminal sobre vida sintética que plantea cómo crear ladrillos intercambiables de DNA a fin de luego inyectarlos en microbios para crear maquinas biológicas programables, digamos micro robots biológicos al servicio del hombre, algo similar a los agentes inteligentes empleados en Inteligencia Artificial.
El 19 de Octubre del 2007 la BBC publica un artículo relacionado sobre la creación de vida en laboratorio.
Vida no-celular
La vida sin células se remonta al descubrimiento en el año 2003 de que algunos virus complejos, el mimivirus podía crear proteínas involucradas en la síntesis de proteínas. Este descubrimiento sugiere que algunos virus podrían haber evolucionado de formas primitivas que podían producir proteínas sin necesidad de estar hospedados en células.
Fromas primitives son: virus, viroides, satelites (biológicos), transposones, plásmidos, fagémidos, cósmidos, fosmidos y priones.
Vida Artificial en 3 a 10 años vista
Fuente: ComCast.net
Mark Bedau Jefe Operativo de ProtoLife de Venecia, Italia dijo: estamos hablando de una tecnología que va a cambiar el mundo en una forma que no podemos predecir. Se crearán proto células con capacidad para resolver una gran variedad de problemas desde combatir a las enfermedades más graves y tenaces a eliminar los desperdicios nocivos del efecto invernadero. Los obstáculos a vencer son:
- 1. Crear una membrana celular que elimine las moléculas malas, permita la entrada de las buenas y posea habilidad para multiplicarse;
- 2. Crear un sistema genético que controle las funciones de la célula permitiendo su reproducción y mutación en respuesta a cambios ambientales;
- 3. Crear un metabolismo que extraiga materiales y nutrientes del medio y los transforme en ladrillos, proteicos y no proteicos y energía;
Jack Szostak, de la Escuela de Medicina de Harvard predijo que dentro de seis meses los científicos brindaran evidencia del primer paso, la creación de una membrana celular mediante ácidos grasos. Este investigador se mostró también optimista respecto al próximo paso, la obtención de nucleótidos para construir bloques de DNA a fin de formar un sistema genético. Una vez creada la membrana y agregando los nucleótidos en las proporciones adecuadas la evolución Darwiniana se encargará del resto.
En Gainesville, Florida, Steve Benner, un biólogo químico de la Fundación para la Evolución Molecular Aplicada está abocado al problema de salirse de los carriles genéticos naturales, de las cuatro bases DNA, adenina, citosina, guanina y tiamina (conocidas como moléculas ACGT) que escriben el código genético de a pares. Benner está tratando de añadir ocho nuevas bases al alfabeto genético.
Bedau dijo que es lógico que existan temores acerca de que crear vida podría resultar en una locura de elefante, pero todo se mantendrá bajo control. Cuando estas formas de vida se creen lo harán muy débil y precariamente, vivirán solo una pocas horas en el laboratorio.
Inteligencia incorpórea
Se refiere a crear un programa de computadora, que podría llegar a entenderse como algo sin cuerpo físico convencional –informacion y su equivalente en energía- que interactúe, por ejemplo conversando, con humanos de tal forma que no puedan distinguir (los humanos) si están interactuando con humanos o con una “máquina”. A nivel de lógica sería suficiente satisfacer el denominado Test de Touring.
Fuente: Turing Test, Wikipedia
En la figura se esquematiza la versión común del Test de Turing: el jugador C es quien interroga. Su desafío es poder discriminar quien es humano, si A o B.
John Searle, profesor de filosofía de la Universidad de California, en Berkeley en su libro Mentes, Cerebros y Programas (1980) presenta su Cuarto Chino en respuesta a las dudas suscitadas por el Test de Turing –hoy pueden hacerse programas que pasarían exitosamente dicho test si la temática es acotada-. Se supone como construida una máquina que conoce la lengua china a la perfección. El mecanismo es el siguiente: el interrogador presenta ideogramas chinos como entrada al cuarto donde está alojada la máquina y la máquina (o un equipo humano con similar dominio de la lengua china) responde también con ideogramas.
Supongamos que la mñaquina pasa el Test de Turing y logra convencer al interrogador que es humano. Supongamos que en la sala donde está ubicado el interrogador hay público presenciando el experimento. Searle se dirige entonces al público diciendo: supongamos que sea yo, que no se chino, quien estoy en el cuarto y que el programa tiene una versión en lengua inglesa del mismo y que yo, que se programación, puedo seguir paso a paso. Una vez entrada la pregunta yo procedo a ejecutar paso a paso el programa, ayudándome con lápices, papel, borradores, cajas de archivo, en una palabra todo lo necesario para que pueda ejecutar mi trabajo. Finalmente entrego mi respuesta y seguramente voy a aprobar el test. De las respuestas nadie en el audiorio podria inferir que yo no se chino.
Searle arguye que tanto la computadora como el habrían actuado como simples manipuladores de símbolos y que no puede decirse que ambos, la computadora y el han comprendido las preguntas y por lo tanto concluye que no tienen mente –la computadora y Searle para el chino-.
El mundo científico confia en crear microbios y bacterias nuevas
A Noviembre 2002
La idea es crear nuevas bacterias para aplicaciones bioenergéticas, usando DNA fabricado en laboratorio a partir de compuestos químicos.
Estructura básica de una bacteria
Un grupo de investigadores dirigidos por el director del programa privado que creó el Mapa del Genoma Humano, J. Craig Venter, está abocado a crear un microbio al que incorporándole genes artificiales pueda fabricar combustible de hidrógeno. La idea es crear nuevas bacterias para aplicaciones bioenergéticas, usando DNA fabricado en laboratorio a partir de compuestos químicos.
Según Venter, el objeto es crear una bacteria capaz de fabricar combustible hidrógeno o, alternativamente, crear un microbio que absorba y almacene dióxido de carbono, extrayéndolo de la atmósfera.
Como corolario, la comunidad científica aprenderá a nivel molecular la cantidad y tipo de genes que la célula necesita para luchar y reproducirse y cómo crearlos artificialmente. El temor acerca de la creación artificial de genes básicos esenciales para la vida es que ese conocimiento caiga en manos de terroristas.
Fondos federales de Estados Unidos apoyarán la iniciativa del Instituto para Energías Biológicas Alternativas, creada por Venter, formada por unos 10 investigadores, entre ellos el Premio Nóbel Hamilton. O. Smith, experto en el manejo de DNA en laboratorio.
Ese instituto continuará trabajos ya iniciados por Venter y sus colaboradores en el año 1995. Como primer ensayo secuenciarán los genes de una bacteria llamada Micoplasma Genitalis, uno de los microbios más simples conocidos con un solo cromosoma y 517 genes, teniendo en cuenta que los humanos portan 30.000 genes y 23 pares de cromosomas en cada una de sus células.
Una vez secuenciados e identificados, comenzarán a sacar genes para determinar cuántos son esenciales para la vida. Ya en 1999 publicaron un trabajo que acotaba las necesidades genéticas mínimas de ese microbio, de 265 a 350 de sus 517 genes.
Los investigadores usarán compuesto químicos básicos para sintetizar el DNA en el microbio. Luego emplearán radiación para matar el cromosoma normal reemplazándolo por el DNA fabricado en laboratorio. Las partes funcionales, por ejemplo, las enzimas y el RNA se mantienen pero su estructura genética será sintética. La pregunta filosófica que se plantea es: ¿cuántos genes hay que cambiar en un organismo antes de que pueda ser considerado una nueva forma de vida?.
El porqué de microbios en lugar de bacterias es porque carecen de la fuertes paredes celulares como la mayor parte de las bacterias y porque es un parásito total, dependiendo de donde se hospeda para fabricar el más básico de los aminoácidos. Estos ensayos pueden conducir también a nuevas armas biológicas por lo cual se retaceará información clave sobre esos aspectos.
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