Una célula humana contiene dos conjuntos de ADN, cada uno compuesto por aproximadamente tres mil millones de subunidades llamadas «nucleótidos». Hay cuatro nucleótidos diferentes, y se pueden organizar de muchas maneras diferentes, por lo que el ADN es bastante complejo. La mayor parte de nuestro ADN, sin embargo, debe organizarse de una manera muy específica para proporcionar la información que una célula utiliza para producir ARN y proteínas. El matemático William Dembski ha llamado a esto «información específica compleja».1

La complejidad (como la que vemos en una pila de hojas de otoño) puede surgir espontáneamente de procesos naturales no guiados, pero la información especificada compleja no puede. La única fuente conocida de información específica compleja es una mente inteligente, que puede imaginar un objetivo y organizar cosas para alcanzar ese objetivo, en este caso, una célula viva. «Debido a que la mente o el diseño inteligente es una causa necesaria de un sistema rico en información», escribió el filósofo de ciencia Stephen Meyer en 1998, «las secuencias de nucleótidos dispuestas específicamente -la información codificada- en el ADN implican la acción pasada de una mente inteligente, incluso si tal agencia mental no puede ser observada directamente».2

La necesidad de información espacial
Entonces, el ADN transporta información biológica, y esa información apunta al diseño. Pero el ADN no es el único portador de información en una célula viva. Cuando el ADN se transcribe en ARN, la mayoría de esos ARN se deben transportar a lugares específicos de la célula antes de que puedan funcionar adecuadamente. Algunos ARN se etiquetan con secuencias llamadas «códigos postales» que especifican las «direcciones» a las que se transportarán. Sin embargo, al igual que el código postal de una carta que ingresa en un buzón de correo, un código postal de ARN no tiene sentido a menos que corresponda a una dirección preexistente. Al igual que las direcciones geográficas en un sistema postal, los destinos celulares del ARN y las proteínas deben especificarse independientemente de sus códigos postales, antes de que sean «enviados por correo».

Muchos de esos destinos están especificados por moléculas incrustadas en las membranas celulares. Los científicos pensaban originalmente que las proteínas podían difundirse libremente en una membrana, como barcos flotando en el mar. Ahora se sabe, sin embargo, que muchas proteínas de membrana están dispuestas en patrones no aleatorios que pueden ser bastante estables. Dichos patrones proporcionan a la célula información espacial que va más allá de la información en el ADN.

Después de la fertilización, un huevo de rana se divide invisiblemente en regiones distinguidas por (entre otras cosas) ARN localmente localizados dentro de la membrana celular en una zona llamada «corteza». En el dibujo adjunto, cuatro regiones están indicadas por diferentes colores. Después de que el núcleo se duplica, el óvulo fertilizado se divide en dos células hijas. Si el plano de división corresponde a A, cada célula hija hereda no solo un núcleo sino también porciones de las cuatro regiones de información cortical. Si esas dos células se separan, cada una puede convertirse en una rana completa. Pero si el plano de división corresponde a B o C, las células hijas no heredan un conjunto completo de información cortical, y su desarrollo se bloquea incluso si contienen el ADN necesario.

Ilustración: Regiones de información espacial en un huevo de rana fertilizado.

Otros portadores de información espacial
Las diferencias regionales en células y embriones se pueden especificar de otras maneras además de la localización de ARN en la corteza. Dos de esas formas se han estudiado en gran detalle: el «código de azúcar» y el «código bioeléctrico».

La mayoría de las proteínas en las células vivas, incluidas las de las membranas, están unidas químicamente a los carbohidratos llamados «glucanos» (de la palabra griega que significa «dulce»). Los nucleótidos en el ADN se unen de extremo a extremo en una molécula lineal, por lo que la información de la secuencia de ADN es unidimensional. En las células vivas, las subunidades de las proteínas (con algunas excepciones) también están vinculadas en una cadena lineal. Pero los glucanos se pueden unir en formas tridimensionales complejas, por lo que su capacidad de transporte de información excede la del ADN y las proteínas en muchos órdenes de magnitud.3

Ilustración: Tres subunidades unidas entre sí en el ADN (A), una proteína (B) y un glucano (C).

La información transportada por los glucanos se ha llamado el «código de azúcar».4 El código de azúcar es «interpretado» por proteínas llamadas lectinas, que «reconocen» estructuras tridimensionales específicas de moléculas de glucano. Los glucanos y lectinas desempeñan un papel esencial en la comunicación entre las células y ayudan a guiar los movimientos celulares en un embrión en desarrollo. Los experimentos han demostrado que los patrones de membrana de los glucanos cambian en el curso del desarrollo del embrión.

Además del código de azúcar, probablemente todas las células vivas (no solo las células nerviosas y musculares) generan campos eléctricos a través de sus membranas. Lo hacen bombeando iones cargados a través de canales en sus membranas, creando un «campo bioeléctrico». El patrón de canales de membrana determina la forma del campo bioeléctrico, y la forma del campo cambia durante el desarrollo del embrión.

Ilustración: Algunos de los campos bioeléctricos (mostrados por flechas) en un embrión de rana en desarrollo.

Los campos bioeléctricos están correlacionados con importantes eventos de desarrollo. En los embriones de rana, por ejemplo, las corrientes iónicas grandes comienzan a fluir fuera de los sitios donde las extremidades posteriores se desarrollarán mucho antes de que las extremidades realmente aparezcan.

Muchos experimentos realizados desde la década de 1980 han confirmado que la interrupción de los campos bioeléctricos causa interrupciones en el desarrollo. Por ejemplo, los embriones de rana normalmente generan un campo eléctrico en la dirección de la cabeza a la cola. Si se aplica un campo artificial de la misma magnitud en la dirección opuesta, o si los canales iónicos que generan el campo están bloqueados, el resultado es un desarrollo anormal de la cabeza y los ojos. Las manchas donde normalmente se forman los ojos tienen más carga que el tejido circundante; si la carga se neutraliza, los ojos que se desarrollan son pequeños o deformes. Algunas veces, los ojos se desarrollan en otras partes del cuerpo del renacuajo, incluida su cola.5

¿Cómo influyen los campos eléctricos en el desarrollo? En la década de 1980, los biólogos expusieron las células embrionarias a campos eléctricos artificiales de la misma intensidad que los que las células generan naturalmente. Algunos tipos de células migraron hacia el polo positivo, mientras que otros migraron al polo negativo, lo que sugiere que los campos bioeléctricos de una manera afectan el desarrollo embrionario al dirigir los movimientos celulares.

En 1995, los biólogos Riyi Shi y Richards Borgens concluyeron que los campos bioeléctricos «pueden proporcionar un sistema de coordenadas tridimensional» que ayuda a especificar la forma en embriones.6 En 2013, los biólogos AiSun Tseng y Michael Levin escribieron que tales campos pueden proporcionar «plantillas de forma», y que una comprensión completa del desarrollo embrionario probablemente requerirá descifrar el «código bioeléctrico».7

El Código de Membrana
Por lo tanto, los ARNs localizados en la corteza, los patrones de glucanos en la membrana y los campos bioeléctricos generados por los canales iónicos en la membrana, todos llevan información espacial. Aunque las moléculas individuales pueden ser especificadas por el ADN, sus patrones tridimensionales no lo son. Tomados en conjunto, estos patrones constituyen un «código de membrana» que es independiente de las secuencias de ADN.

En 1983, el biólogo Robert Poyton sugirió que las membranas biológicas llevan la «memoria espacial», cuyas unidades son proteínas localizadas espacialmente. Poyton escribió: «Al darse cuenta de que la memoria genética es unidimensional, a lo largo de una molécula de ADN, mientras que la memoria espacial es bidimensional, a lo largo de las superficies de la membrana y tridimensional dentro del interior celular, es probable que la memoria espacial sea más complicado y diverso que la memoria genética».8

En 2004, el biólogo Thomas Cavalier-Smith escribió que la idea de que el ADN contiene toda la información necesaria para fabricar un organismo «es simplemente falsa». Según Cavalier-Smith, las membranas proporcionan «superficies bidimensionales químicamente específicas con relaciones topológicas mutuamente conservadas». Las tres dimensiones espaciales «que juegan» un papel clave en los mecanismos que convierten la información lineal del ADN en formas tridimensionales de células individuales y organismos multicelulares. El desarrollo animal crea un organismo pluricelular tridimensional complejo no partiendo de la información lineal en el ADN… pero siempre partiendo de un organismo unicelular tridimensional ya altamente complejo, el óvulo fertilizado».9

Entonces, el código de la membrana contiene información biológica esencial que es independiente de la información de la secuencia de ADN. Sin embargo, a menudo escuchamos que el desarrollo de embriones está dirigido por un programa de ADN. ¿Por qué?

Más allá del ADN
El descubrimiento de James Watson y Francis Crick, ganador del Premio Nobel, de la estructura molecular del ADN en 1953 parecía proporcionar una base molecular no solo para la herencia sino también para el desarrollo embrionario. Las células replican su ADN antes de que se dividan y (generalmente) transmiten un conjunto completo de sus secuencias de ADN a cada uno de sus descendientes. Las células luego usan secuencias de ADN como plantillas para la transcripción de ARN, algunas de las cuales luego se traducen en proteínas.

A mediados del siglo XX, la biología estaba dominada por el neodarwinismo, un sistema de pensamiento que combinaba la evolución y la genética y atribuía nuevas variaciones a las mutaciones genéticas. Una suposición subyacente del neodarwinismo es que la evolución y el desarrollo se deben enteramente a procesos materiales no guiados. Después de 1953, esta suposición materialista llevó a la opinión de que «el ADN hace que el ARN haga que la proteína nos haga», lo que se ha denominado el Dogma Central de la biología molecular.

En 1970, el biólogo molecular (y materialista) Jacques Monod dijo que con el Dogma Central, «y la comprensión de la base física aleatoria de la mutación que la biología molecular también ha proporcionado, el mecanismo del darwinismo está finalmente fundado con seguridad. Y el hombre tiene que entender que es un mero accidente».10

Pero la existencia del código de la membrana muestra que el Dogma Central es falso. Y la idea materialista de que la evolución no está guiada no puede explicar la compleja información especificada en el ADN, y mucho menos la extensa información compleja especificada en el código de la membrana. Así como la información en el ADN apunta al diseño, también lo hace la información más allá del ADN.

Notas:

Nota del editor: El último libro del Dr. Wells es Zombie Science: More Icons of Evolution. Este artículo apareció por primera vez en Salvo 38. Se publica aquí con el permiso de Jonathan Wells.

Crédito de la foto: Frog eggs, por Geoff Gallice de Gainesville, Florida, EE. UU. [CC BY 2.0], a través de Wikimedia Commons.