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BIOLOGIA/ Nodi e rami mettono in rete la complessità della vita

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Una rete di contatto di proteine  Una rete di contatto di proteine

L’uso delle forme come principio esplicativo e come strumento privilegiato d’analisi è da sempre la specialità del pensiero chimico. La peculiarità del pensiero chimico è infatti quella di occuparsi di forme o configurazioni stabili (le molecole) corrispondenti al soddisfacimento di vincoli costruttivi (e.g. le regole di valenza) che permettono l’esplorazione di uno spazio virtualmente infinito di combinazioni che però mantengono una coerenza interna molto forte, una correlazione fra le parti.

La presenza di regole che vincolano la forma delle molecole sono date, le forme non si possono modificare a piacere (almeno al livello più elementare delle regole di valenza, quanti legami una particolare specie atomica può intrattenere con un’altra) ma, attraverso reazioni chimiche una forma si può trasformare in un’altra forma discreta ammessa corrispondente a un’altra configurazione che soddisfa i vincoli di valenza.

Questa situazione rende possibile lo sviluppo di un modello particolarmente affascinante di “linguaggio universale” che è quello costituito dai grafi (o reti) in cui gli elementi costituenti il sistema vengono rappresentati da nodi e le relazioni tra loro intercorrenti da legami che li uniscono (archi o spigoli). Questo linguaggio consente un tipo molto particolare ed efficiente di pensiero sistemico. La Figura riporta due semplici “grafi chimici”, corrispondenti rispettivamente alle formule di struttura del metano e dell’acqua.

È cosa nota sin dai corsi introduttivi di chimica, che lo stesso atomo di idrogeno (quindi una identica entità) ha delle proprietà diverse quando si trova nella molecola del metano e quando si trova nella molecola dell’acqua. La più evidente di queste proprietà è la sua carica elettrica parziale, che è molto più elevata nell’acqua in quanto la maggiore elettronegatività dell’ossigeno (O) rispetto al carbonio (C) fa sì che gli elettroni condivisi nel legame covalente siano molto più ‘spostati’ verso l’ossigeno che verso il carbonio.

Questo è un esempio di ciò che filosofi e i metodologi chiamano causazione “top-down”, dal livello più generale a quello più particolare, in questo caso sono le proprietà generali della molecola che influenzano l’entità di livello più basso che è l’atomo. Allo stesso modo però, ciò da cui il metano e l’acqua derivano le loro caratteristiche generali (punto di fusione, di ebollizione, reattività chimica ...) sono gli atomi costituenti e le loro relazioni reciproche; questa è quella che si chiama causazione “bottom-up”, dal basso verso l’alto: le proprietà del sistema più grande derivano dalle caratteristiche dei loro elementi costituenti.



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