Ciencia: por qué los hilos se enredan todo el tiempo

En resumen, el universo tiende al caos.

Pero si eso no te satisface, los enredos probablemente no serían tan aburridos si, cuando los desenredes, tienes en cuenta que son esenciales para la vida … literalmente: están en el ADN.

Recuerde desde el principio que no todos los nodos son iguales. Algunos de ellos pueden ser increíblemente útiles para salvar vidas.

Si bien la mayoría de nosotros hoy solo aprendimos a atar los cordones de los zapatos, aprender varios nudos en el pasado era una habilidad necesaria.

Los nudos son en realidad una tecnología que nuestros antepasados ​​descubrieron antes de la rueda. Sin él, no se puede tejer telas ni atar una cabeza de pedernal a un palo.

Y si bien es cierto en la vida moderna que realmente no es necesario fabricar tu propia lanza, para algunos grupos, como pescadores, marineros, cirujanos o sastres, saber cómo lanzar la lanza sigue siendo crucial. sus cuerdas.

Sin embargo, es probable que incluso ellos se encuentren con molestos nudos de vez en cuando … ¿por qué aparecen cuando no quieres que lo hagan?

Bueno, hay un científico que ha estado buscando respuestas.

Doug Smith es profesor de física en la Universidad de California, San Diego. Hace unos años, realizó un experimento engañosamente simple con uno de sus estudiantes de pregrado.

Este estudio le valió el Ig Nobel, un premio otorgado a la ciencia que te hace reír y luego te hace pensar.

Quería entender por qué los nudos se formaban espontáneamente y, siguiendo el método científico, dejaba caer trozos de hilos de diferentes tipos en una caja que vibraba con un motor.

Después de unas 3.000 veces, descubrieron que “cuanto más larga y suave es la cuerda, más probabilidades hay de que se formen nudos”. Es por eso que, no importa cuánto lo intentes, está casi garantizado que cuando los cables de tus auriculares salgan de tu bolso o las coronas navideñas de la caja que las pusiste el año pasado, se enredarán.

Y lo que lo empeora es torcer, según RAE, “la acción y el efecto de torcer o torcer algo en espiral”.

En otras palabras, tome un cable a la mano y sujételo firmemente con los dedos en dos puntos. comienza a torcer un extremo; Verás que se retuerce e incluso forma una rama lateral.

“Cuando introduces torsión en los cables, incluso si no es intencional, la energía se desvía y hace que se doble. Y es muy difícil evitar que eso suceda.

“Cuanto más retorcido, más difícil es relajarse”, dice Smith.

Una razón por la que todo esto sucede parece una lección para toda la vida: “Hay pocas formas de mantener todo como debería ser, pero hay mil formas de arruinar las cosas”.

Es el orden natural de las cosas. O mejor dicho, el caos natural de las cosas.

Pero si es la naturaleza, entonces la naturaleza tiene un problema.

De hecho, la vida tal como la conocemos tiene un problema, porque toda la información importante que permite que nuestro cuerpo funcione en cada célula de nuestro ser está contenida en nuestro ADN … que es como los cables telefónicos del pasado y que a veces eran una pesadilla.

¿Estamos irremediablemente enredados a nivel molecular?

El ADN es una cadena muy larga que reside en un espacio muy pequeño. Si se lo quita y se lo pone, tendrá dos metros de largo.

Imagina que todo esto está metido en una celda demasiado pequeña para verla sin un microscopio, y probablemente puedas imaginar la posibilidad de que se enrede.

Cependant, les corps ont une astuce pour empêcher que cela ne se produise et c’est ce que Mariel Vazquez a étudié: comment le brin semblable à l’ADN s’emmêle et se démêle long, se nouant et de son déu ciclo de vida.

Volvamos al hilo que envolvimos. Lo primero que se formó fue algo así como la famosa doble hélice de la llamada molécula de vida.

Con más torsión, se enrolla sobre sí mismo.

“El ADN hace exactamente lo mismo”, dice el profesor de UC Davis, experto en matemáticas junto con microbiología y biología molecular.

“Lo llamamos ultra-quilling”.

Lo que no queremos que les pase a nuestros hijos es crucial para la forma en que las células empaquetan el ADN.

Pero para encajar perfectamente dentro de la célula, el ADN tiene que hacer más. Debe envolver “proteínas llamadas histonas, que forman un collar de perlas”.

“El ADN envuelve cada histona dos veces y luego pasa a la siguiente”, explica.

Pero eso no es suficiente, por lo que el collar de perlas se envuelve sobre sí mismo varias veces hasta que, finalmente, “el ADN está muy apretado, muy denso”.

El problema es que así como a veces tienes que salir y usar los elementos que has clasificado y almacenado cuidadosamente, cada vez que tu cuerpo genera una nueva célula, lo que hace todo el tiempo, tu ADN tiene que ser copiado, lo que significa que tiene que romperse.

Y eso no es todo: los ventiladores deben estar desconectados.

“Aquí es donde la biología tiene un truco muy inteligente: las tijeras moleculares. Lo que mantiene unidas las dos cadenas de ADN son los enlaces de hidrógeno. Las tijeras son en realidad enzimas, tipos especiales de proteínas. La hélice corta de una manera muy ajustada”, continúa El- Sayed. . Vasquez.

Una vez separados, la maquinaria de la célula comienza a producir dos nuevas hebras de ADN.

Pero aquí es donde nos encontramos con el problema habitual. Las dos hebras de ADN están innecesariamente enredadas.

Es más fácil comprender lo que sucede cuando se piensa en las bacterias, que tienen un simple bucle de ADN.

“Cuando el ADN ha terminado de transcribirse, quedan dos circuitos interconectados, pero hay que separarlos. La célula vuelve a utilizar las tijeras moleculares para cortar con mucho cuidado y precisión uno de los circuitos, dejar pasar el otro y volver a cerrarlo. La brecha. ”

Sucede miles de millones y miles de millones de veces, y comprenderlo crea medicamentos.

“Hay antibióticos que, cuando entran al cuerpo, desactivan la maquinaria molecular de las bacterias, de modo que su ADN se libera por completo y las bacterias mueren.

Además de la medicina, los científicos de muchos campos han intentado explotar las propiedades de los nudos y los nudos.

Uno de ellos es David Lee, profesor de química de la Universidad de Manchester, que con su equipo estudia ultraminiaturización y tejido y tejido molecular.

Forma “un nudo que es muy, muy pequeño y tiene ocho uniones, por lo que es muy complejo. Es la estructura física más estrecha que jamás se haya atado en el planeta”.

Lo que le dio uno de sus dos récords: nudos más apretados y telas finamente tejidas.

Puede ser un desafío divertido, pero ¿por qué hacerlo?

“Los nodos están en todas partes en el mundo molecular y la naturaleza los usa porque ha encontrado formas de aprovechar sus funciones útiles, que podemos aprender”, para hacer cosas como mejorar los materiales utilizados en la tecnología.

Estos nano-nodos se pueden transformar en redes o redes con propiedades increíbles.

“El entrelazado de hilos controlando el patrón de cruce”, es decir, el tejido, “no solo puede hacer que la tela sea más rígida, sino que sus espacios pueden permitir que los elementos útiles entren y atrapen elementos no deseados”.

Debido a que sus filamentos son moleculares, estas redes pueden bloquear “moléculas grandes, bacterias o quizás incluso virus”.

En resumen, sin la capacidad de atar y desatar nudos, no existiríamos. E incluso si omite estos detalles, nuestra vida sería mucho más problemática: imagine un mundo sin almohadas, ropa ni mantas.

Afortunadamente, los nudos son inevitables y, como explicó el ganador del Premio Nobel, Ig, aparecen naturalmente donde algo es alto y delgado, ya sea una molécula de ADN larga. Cables de tus dispositivos o de tu cabello que tiras cuando no puedes desatarlos.