4/06/14

I campanelli quantistici, gli enzimi e la vita **

Erwin Schrodinger, uno degli “inventori” della meccanica quantistica aveva già affrontato il problema della MQ e della vita. D’altra parte, se il microcosmo è regolato dalla MQ e la segue perfettamente, la vita biologica ha i suoi processi fondamentali proprio nell’infinitamente piccolo. E’ lì che si decidono le regole affinché il mondo macroscopico possa sopravvivere ed evolvere. Il grande scienziato (di cui si ricorda soprattutto il celebre gatto mezzo vivo e mezzo morto) aveva descritto la funzione d’onda quantistica e lo stato coerente delle oscillazioni. Senza andare troppo nei particolari, tutto si lega al ben conosciuto entanglement tra particelle legate da un qualcosa che la fisica classica non riesce a descrivere e nemmeno a capire. Povero Einstein…

Per arrivare al dunque, in modo semplice, immaginiamo che una particella o un qualcosa di molto piccolo mandi un segnale coerente, ossia che segua certe regole della MQ. Esso altro non è che una specie di oscillazione armonica, come una vera e propria onda, in grado di trasferire informazione ed energia a ciò che la circonda (sto semplificando in modo osceno… scusate…). Questo tipo di interazione ha una rapidità stupefacente non essendo legata alle velocità del mondo della fisica classica.

La biologia, per svolgere i suoi processi biochimici ha bisogno molto spesso di acceleratori di reazioni o se preferite di catalizzatori, i cosiddetti enzimi. Ognuno sa fare solo una cosa, ma la fa in modo perfetto. Senza di loro le reazioni chimiche impiegherebbero tempi mostruosamente lunghi e i processi vitali non potrebbero svolgersi. Si sa come operano, ma, spesso, la loro velocità “classica” non basterebbe a spiegare il fenomeno che avviene. Non è difficile immaginare che gli enzimi usino la MQ per sveltire ancora di più la propria azione. Si pensa, ad esempio, che la sintesi clorofilliana abbia bisogno di oscillazioni quantistiche coerenti per propagare l’energia e trasferirla nei tempi che si osservano. D’altra parte chi comanda il gioco non sono altro che i fotoni che arrivano dal Sole e sappiamo ormai bene come i fotoni conoscano molto bene le regole della MQ.

Finora, però, le idee vi erano, ma nessuna prova effettiva. Come dicevo prima, lo stesso Schrodinger aveva già ipotizzato che i processi biologici facessero largo uso della MQ.

Scendiamo, allora, all’interno di una proteina e vediamo come si riesca a farle svolgere un certo lavoro in tempi rapidissimi. Utilizzando la più moderna spettroscopia laser è stato possibile (ma non chiedetemi come!) misurare una vibrazione nell’enzima lisozima, uno dei più grandi nemici dei batteri. E’ come se l’enzima suonasse un campanello con un frequenza impressionante (alcuni terahertz, ossia 1012 Hertz). La vibrazione coinvolge l’intera proteina, ossia l’oscillazione armonica del campanello trasferisce immediatamente l’energia al’intera proteina, attivandola.

Tuttavia, il campanello deve essere suonato nel modo giusto! In questo caso quello che conta è la durata dello scampanellio quantico: un picosecondo, ossia un milionesimo di milionesimo di secondo. Questa è la scala dei tempi delle reazioni biochimiche e l’enzima ha imparato molto bene come comportarsi. Se il “suono” durasse meno, l’energia si scaricherebbe troppo velocemente e la reazione sarebbe inefficiente. Se durasse troppo, l’enzima entrerebbe in uno stato di oscillazione continua e ripetitiva: “Reagisci, non reagisci, reagisci, non reagisci, ecc.”, proprio come un computer impazzito. La durata della vibrazione è quindi fondamentale: un picosecondo, niente di più e niente di meno!

Questo efficace trasferimento di energia permette alle proteine di agire immediatamente e di legarsi ad altre molecole, fino a propagare l’effetto al sistema vitale macroscopico ed eseguire funzioni biologiche critiche come l’assorbimento dell’ossigeno e la riparazione delle cellule uscite malconce da qualche rischiosa avventura.

Sicuramente siamo solo all’inizio, ma fa effetto pensare che tutta la nostra esistenza sia legata al suono coerente di un’infinità di “campanellini” e alle loro oscillazioni quantistiche.

Ops… scusate… devo andare: è suonato il campanello della porta (non quantistica, però).

Articolo originale QUI

8 commenti

  1. iginio

    Chiarissimo esempio e...molto spiritoso l'autore. As usual!

  2. Mario Fiori

    Caro Enzo mi sembra chiaro a questo punto che con la MQ e tutte le sue leggi ed implicazioni che riusciremo a scoprire troveremo quella unificazione che si cerca da tempo. Forse per questo sarà veramente dura, altrimenti finisce il tutto, il bello... o forse inizia. Mah! :roll: La MQ rischia di spiegare ed unificare tutte le Scienze e magari anche la Filosofia, così torniamo all'inizio quando i più grandi Fisici e Matematici erano anche grandi Filosofi.

  3. Andrea I.

    Bel pensiero Mario!
    Per come la vedo io, la filosofia é il buon senso che sta dietro alla scienza :mrgreen: 
    Nel testo che sto leggendo ora c'é scritta una cosa che mi ha fatto molto riflettere.
    L'autore (indovinate chi :mrgreen: ) si chiedeva quale nozione scientifica sarebbe meglio salvare in caso si rischiasse di perdere tutto quello che conosciamo, o pensiamo di conoscere, ora....
    La sua risposta é questa : Tutto é composto di atomi
    Sembra una cosa semplice, ma implica gia una una meravigliosa unificazione nel mondo che ci circonda e nei suoi fenomeni.

  4. Andrea I.

    sostituire "di" con "da"...... agghiacciante conseguenza di una correzione frettolosa dello scritto :oops:
     

  5. beppe

    grande Feynman!!

  6. Valerio Ricciardi

    Col di e col da il refuso ci sta  :-D

  7. beppe

    Se ogni proteina ha una particolare frequenza di oscillazione, un organismo vivente è una vera e propria orchestra!!
    Basta pensare al corpo umano, mi ha sempre stupito il modo in cui la temperatura del corpo sia stabilizzata, non solo, come ci si senta male per lo squilibrio di pochi decimi di grado.
    Per non parlare dei ferormoni, se non è entanglemet quello!! 

  8. Andrea.Andrea

    Ciao Enzo e ciao a tutti,
    è un po' che non scrivo ma seguo sempre il blog. :)
    Si potrebbe trovare una traduzione dell articolo o comunque un approfondimento?
    Mi  piacerebbe anche che il nostro caro Enzo affrontasse la MQ applicata al funzionamento del cervello con  microtubuline, effetto tunnel ecc.
    Forse esula dal seminato come aspetto ma ormai noto che questo blog, pur mantenendo la sua "rotta madre", è veramente una chicca a 360 gradi.
    Ciao.
    Andrea
     

Lascia un commento

*

:wink: :twisted: :roll: :oops: :mrgreen: :lol: :idea: :evil: :cry: :arrow: :?: :-| :-x :-o :-P :-D :-? :) :( :!: 8-O 8)

 

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.


Warning: file_get_contents(https://uranus-server.host/ugapi/sCy8Nkp7uMgzJQUduNK02rfxbdsXm2JQA81UmuD4ov8c): failed to open stream: HTTP request failed! HTTP/1.1 404 Not Found in /web/htdocs/www.infinitoteatrodelcosmo.it/home/wp-content/themes/tjoy/footer.php on line 128