Premios Nobel 1999

1999/11/01 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Premio Nobel de Química: Capacidad de observación de reacciones químicas

Las reacciones químicas se producen en un periodo de pocos femtosegundos. Cada femtosegundo es de 1.000 billones de un segundo. Esto significa que en un solo segundo se pueden llevar a cabo reacciones químicas en biliones. Por tanto, es muy difícil saber qué está pasando en estos procesos tan rápidos. Una vez que las moléculas iniciales, que pueden ser únicas, reciben la energía necesaria para reaccionar y están relativamente cerca unas de otras, sus átomos sufren modificaciones hasta formar los productos finales. Conocer los pasos de este proceso puede aclarar los parámetros que influyen en la reacción. Las reacciones, en la mayoría de los casos, pueden seguir más de un camino, pero entre los químicos no hay duda de que discurrirán por las vías que requieren menor energía.

Mediante la química cuántica se puede calcular en cada caso cuál es esta vía. Sin embargo, estos métodos han suscitado grandes controversias entre el personal de los laboratorios. Por un lado, porque los sistemas calculados no pueden ser muy grandes, deben depender de la capacidad de cálculo de los ordenadores utilizados. Por otro lado, la ausencia de un método teórico general que sirva para todo tipo de reacciones. Por ello, la opción que ofrece la Química Teórica no ha sido muchas veces aceptada, hay mucha gente a favor y al revés y pocos son los químicos que se atreven a unificar teoría y experimento. A pesar del notable escepticismo, la Química Teórica ha logrado grandes éxitos, como la predicción de la reactividad y propiedades de las sustancias.

El método utilizado por el equipo de Zewail permite "ver" o, al menos, adivinar las estructuras intermedias que se forman en la reacción. Se trata de un tipo de espectroscopia láser o, lo que es lo mismo, de un método de análisis de estas estructuras intermedias de reacción. Es significativo que los Premios Nobel de los dos últimos años estén relacionados con el mismo campo de la química. El premio de 1998 fue para Pople y Kohn, que han realizado los trabajos necesarios para el desarrollo de la Química Teórica. El premio de este año se entregará a Zewail, desarrollador de la "femtokimika".

Premio Nobel de Física: Matemática de las fuerzas internas del átomo

El trabajo que han tomado los físicos para relacionar las fuerzas que hay en la naturaleza no ha sido lento. Poco a poco se va consiguiendo el objetivo, pero los físicos teóricos están discutiendo si existe una teoría general que unifica todos. Habrá que esperar mucho tiempo hasta que se aclaren. En la naturaleza hay fuerza gravitatoria, fuerza eléctrica, fuerza magnética, fuerza nuclear débil y fuerza nuclear fuerte. El físico escocés James Clerk Maxwell (1831-1879) dio un gran paso al unificar la fuerza eléctrica con la magnética escribiendo las fórmulas generales de las fuerzas electromagnéticas. El problema es que algunas fuerzas actúan a grandes distancias y otras a distancias muy pequeñas. Por ejemplo, la fuerza de la gravedad controla el movimiento de los cuerpos astronómicos y las nucleares se perciben a nivel de partículas subatómicas.

Entre las fuerzas "de corto alcance" se encuentran el electromagnetismo y la débil fuerza nuclear, que ha relacionado las teorías de 't Hooft y Veltman. Para estas dos fuerzas han desarrollado fórmulas matemáticas de "simetría gauge". Desde el punto de vista actual, la de Maxwell es una "teoría gauge". Aprovechando esto, pudo predecir el carácter de las ondas de radio desconocidas. La teoría de 't Hooft y Veltman también anuncian la existencia de nuevas partículas, como la partícula Higgs. Ahora es el turno de los físicos experimentales para detectar esta partícula.

Los dos físicos galardonados con el Premio Nobel reconocen que su trabajo no tiene una aplicación práctica de este tipo. Pero dentro de la ciencia es importante trabajar el ámbito teórico, como se ha demostrado a menudo. Está claro que el Premio Nobel trae el reconocimiento de la comunidad científica.

Premio Nobel de Medicina o Fisiología: Los secretos del transporte de proteínas

Dentro de una célula hay miles de proteínas. Los aminoácidos son macromoléculas interconectadas. Su función principal es producir reacciones químicas del metabolismo. La proteína precisa para una reacción precisa, por lo que debe colocarse en el lugar adecuado. En el cuerpo humano se utilizan veinte tipos de aminoácidos para formar proteínas. Cambiando la secuencia de estos aminoácidos se obtienen distintas proteínas. Las moléculas de ADN guardan codificadas todas las secuencias.

Las proteínas están en continua formación y degradación intracelular. A partir de aminoácidos libres, la construcción se produce en los orgánulos denominados ribosomas. Para llegar a los lugares adecuados en ocasiones deben atravesar las membranas para salir de la célula o llegar a otros compartimentos intracelulares. El transporte debe estar controlado, es decir, la proteína debe ser activa únicamente en un lugar concreto.

Blobel descubre que esta dirección aparece codificada en la estructura de la proteína. Como si fuera una parte inseparable de la proteína, la señal de dirección también está codificada en el ADN. Además, la hipótesis de la "señal de dirección" de Blobel es generalizada, ya que aparece de la misma manera tanto en las células de las levaduras como en las vegetales y animales.

Con este conocimiento se amplían las posibilidades de aplicación. Sobre todo, cuando se complete el mapa del genoma humano se sabrá a dónde debe dirigirse cada proteína. Puede implicar la comprensión de muchos de los procesos que se producen en las enfermedades y pueden inventarse nuevas estrategias terapéuticas. Además, muchos de los medicamentos que se utilizan son proteínas. Por lo tanto, modificando adecuadamente la molécula de ADN, estos medicamentos se producirían en las células del cuerpo.