Vida basada en el Silicio

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ebb0_1024_54059Científicos de Caltech han dado a conocer la creación de una enzima capaz de unir Silicio con Carbono (Si-C). Este tipo de enlace no existe en la naturaleza y aunque es muy usado en la actualidad, en la industria farmaceutica por ejemplo, su obtención es solo gracias a procesos de síntesis química.

Esta noticia ha vuelto a poner en boga la idea de la posibilidad de existir vida en base silícea en el Universo en sustitución a la carbónica, pero una cosa es crear enlaces atómicos Si-C y otra distinta encontrar la complejidad química de la vida con el Silício.

Los investigadores han obtenido este imposible enlace gracias a una enzima obtenida a través de la llamada “evolución directa”; esta consiste en mutar la enzima que se quiera mejorar hacia la dirección que se desea.  Con esta evolución directa y a partir de una proteina procedente de una bacteria islandesa han obtenido el enzima enlazador Si-C.

Diferencias entre el átomo de Si y el de C

Como se puede ver más abajo Carbono y Silicio comparten mismo grupo en la tabla periódica y como tal poseen propiedades parecidas: densidad, calor específico, etc. Ambos poseen cuatro electrones en la capa más externa (valencia), siendo su configuración electrónica:

C- 1s22s2p2       Si- 1s22s2p63s2p2

grupo-del-c

La capa de valencia del Silicio se situa en el orbital 3 y la del carbono en la 2, ya que el primero posee mayor número de electrones. Esto produce que el tamaño de los átomos sean distintos, 0’132 nm Si y 0’091 nm C y es a raiz de esta diferencia de donde proviene la ineficacia del átomo de Silicio para la función que el átomo de Carbono es indispensable, la vida.

El Carbono

Es el átomo esencial para la vida tal cual la conocemos, aunque debe estar acompañados de otros, como Oxígeno e Hidrógeno y con otros  muchos en mucha menor cantidad: P, S, Na, etc.

Biomolécula con Carbonos en gris
Carbono en gris

El Carbono forma el esqueleto de cualquier biomolecula y es que la versatilidad de este átomo le hace perfecto para ello. Puede enlazar con otro átomo igual o diferente en forma de enlace simple, doble o triple con distancias iguales a 0’154 nm, 0’134 nm y 0’120 nm consecutivamente.

Según el tipo de enlace los orbitales y sus elecrones se configurarán en una posición espacial determinada. Para el enlace simple se llama hibridación (sp)3, para el doble (sp)2 y para el triple (sp) y tienen las disposiciones siguientes:

hibridaciones

El Silicio

Átomo también muy común en la naturaleza aunque de forma muy distinta al Carbono. Los enlaces Si-Si tienen una distancia mayor debido al mayor tamaño de los átomos, la distancia es de 0’234 nm  y por ello dan enlaces más débiles, haciendo difícil obtener largas cadenas de átomos de Silicio, a diferencia del Carbono que si puede.

El átomo de Silicio tampoco produce hibridaciones  (sp)2 o (sp) estables ya que el tamaño del átomo impide la conformación espacial necesaria para ello.

Silicio y Carbono unidos a otros tipos de átomos

Las uniones de estos átomos con H y O dan como resultados productos muy diferentes. Ejemplo de esto es el SiO2 y el CO2, el primero de ellos existe como gas a más de 2000ºC mientras que el segundo lo es a temperatura ambiente. Al SiO2 es muy difícil romperles los enlaces mientras que para el CO2 la facilidad de esa rotura lo hace útil para la vida fotosintética.

CH4 y SiH4 son otro ejemplo a tener en cuenta. El SiH4 no se forma tan fácilmente como el CH4, siendo muy inestable y ardiendo en presencia de aire a las formas más estables de SiO2  y H2O.

¿Vida a partir del Silicio?

Se podría pensar en algún compuesto existente de Silicio y Oxígeno apto para la vida, molécula de gran tamaño de este tipo y  candidata son las siliconas que se podrían aventurar a ser las posibles bases para “cadenas de ADN silícico”, pero las siliconas son muy estables y poco reactivas químicamente por lo que sería una tonta elección como material de almacenaje de información genética.

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Aunque poco probable, la vida de base silícica sigue en mente de astrobiólogos y mucho más en los escritores de Ciencia-ficción, por ejemplo en la novela/film “La amenaza de Andrómeda” la cual será protagonista de un próximo artículo.

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