El misterio del origen de la vida y la información biológica ha intrigado a científicos, filósofos y pensadores desde hace décadas. En un mundo compuesto inicialmente por moléculas dispersas y reacciones químicas fortuitas, ¿cómo surgió la capacidad para que algunas de esas moléculas no solo existieran, sino que también funcionaran como signos que transmiten información significativa? La respuesta a esta pregunta desafía la noción convencional de que el ADN y el ARN son las fuentes primitivas y originarias de información, proponiendo en cambio que estos ácidos nucleicos surgieron como artefactos semiológicos dentro de un sistema molecular dinámico y autoorganizado. Para comprender este proceso, es crucial centrarse no solamente en las propiedades intrínsecas de las moléculas sino, principalmente, en el sistema que las interpreta. La interpretación es la clave que convierte una secuencia molecular en un signo, capaz de representar o referirse a algo más allá de sí misma. Sin un sistema interpretativo competente, el patrón molecular es simplemente un conjunto de átomos y enlaces sin significado.
El planteamiento clásico en biología molecular, especialmente desde la formulación del dogma central por Francis Crick, ha considerado a las moléculas como portadoras de información genética, fluyendo del ADN al ARN y luego a las proteínas. Esta visión ha simplificado la información biológica a un proceso mecánico de replicación de patrones. Sin embargo, esta reducción ignora que la mera secuencia molecular no implica por sí sola significado o función. Una secuencia fuera de contexto no “quiere” decir nada; solo adquiere sentido dentro de un sistema que la interpreta y responde funcionalmente a ella. El análisis biosemiótico nos invita a revisar esta perspectiva.
Desde este enfoque, las moléculas se convierten en signos solo en la medida en que un sistema las utiliza para representar aspectos de su entorno o de su propia organización para preservar su existencia y reproducirse. En este sentido, la vida emergió cuando ciertos sistemas moleculares comenzaron a interpretar y usar patrones químicos para guiar su autocuidado, reparación y reproducción. Un modelo sencillo y poderoso para abordar este problema es el de los virus autógenos o “autogen”. Estos hipotéticos sistemas moleculares combinan dos procesos fundamentales: la autocatálisis recíproca y la autoensamblaje. La autocatálisis recíproca consiste en reacciones químicas en cadena donde un producto de una reacción cataliza otra reacción, formando un circuito cerrado que puede amplificar la producción de ciertos catalizadores.
Por otro lado, el autoensamblaje es el proceso mediante el cual moléculas específicas, debido a su geometría y afinidad, se organizan espontáneamente en estructuras más complejas, como la cápside viral. Cuando estos dos procesos funcionan de manera co-dependiente, se establecen condiciones ideales para la formación de sistemas cerrados que contienen y conservan sus componentes catalíticos. Si la cápside se rompe, el contenido catalítico puede liberarse y, en presencia del sustrato adecuado, reiniciar el ciclo de producción y ensamblaje. Así, surge un ciclo de trabajo autogénico, capaz de autocorrectarse, autorepararse e incluso autorreproducirse. Este mecanismo establece una base física para la autoindividualización, la autonomía y la competencia interpretativa molecular.
Esta interpretación molecular básica puede concebirse en términos semióticos como el reconocimiento de una distinción primaria entre self y non-self. Un daño en la cápside funciona como un signo (o representamen) que impulsa un proceso interpretativo: la reconstrucción del sistema. Aquí, la interpretación no es consciente ni mental, sino un proceso físico-químico que ‘responde’ a ciertos estados del sistema para mantener su integridad. A partir de esta forma elemental de interpretación, es posible agregar complejidad. Por ejemplo, si la estructura de la cápside cuenta con sitios específicos que pueden unirse a moléculas del medio ambiente, y esta unión altera la estabilidad de la cápside, entonces el sistema puede tener sensibilidad selectiva al entorno, favoreciendo la apertura y reproducción solo en condiciones ambientales óptimas.
De esta forma, el sistema no solo se interpreta a sí mismo sino que también interpreta señales del entorno en relación con su propia persistencia. Se establece así una forma molecular de indexicalidad semiótica, donde cambios en el entorno se reflejan y cobran significado para el sistema. La explicación del papel de los ácidos nucleicos en la evolución biosemiótica requiere ir un paso más allá. Nucleótidos como ATP y GTP no solo sirven para almacenar información genética, sino que originalmente podrían haber tenido una función energética facilitando reacciones catalíticas que, por sí solas, serían energéticamente inviables. Esta capacidad energética luego derivó en una función informacional mediante la polimerización de nucleótidos para formar ácidos nucleicos más estables como el ARN y el ADN.
La polimerización de nucleótidos en secuencias lineales ofrece una superficie estructurada donde otros catalizadores pueden unirse con afinidades específicas, organizándose espacialmente para influir en sus interacciones. Así, el orden lineal de nucleótidos reproduce parcialmente las restricciones dinámicas y funcionales del sistema catalítico, operando como una plantilla que representa y regula la actividad molecular. En términos semióticos, el ácido nucleico sirve como un signo vehículo separado de la dinámica catalítica pero capaz de influir en ella, estableciendo un sistema de representaciones desplazadas. Este desplazamiento es crucial para evitar la “catástrofe combinatoria”, un obstáculo asociado al incremento geométrico de interacciones moleculares no productivas a medida que un sistema crece en complejidad. Las moléculas templadas limitan la variedad de interacciones posibles, aumentando la eficacia y permitiendo la evolución y diversificación.
La información biológica resulta ser entonces el conjunto de restricciones y normativas que un sistema autogenerado mantiene y transmite, más que un mero patrón replicado sin significado. El proceso por el cual estas restricciones se trasladan desde una red dinámica de catalizadores a un soporte inerte y estable como el ADN introduce la posibilidad de semiosis recursiva. Esto significa que el sistema puede reinterpretarse a sí mismo y modificar sus propios patrones de representación mediante iteraciones sucesivas, condición indispensable para la evolución abierta y la complejidad creciente en la vida. Además, el concepto de “andamiaje semiótico” explica cómo estos procesos moleculares primitivos dieron lugar a dimensiones superiores de interpretación y regulación. A medida que la información y regulación molecular se traslada a niveles más altos, como células, tejidos y organismos multicelulares, se establece una jerarquía de sistemas semióticos complejos que permiten funciones adaptativas, desarrollo y comunicación intra e intercelular.
La regulación genética derivada de este andamiaje semiológico está mediada por la complementariedad entre secuencias de nucleótidos y estructuras proteicas, que interactúan para modular la expresión génica y coordinar respuestas fisiológicas. La duplicación y variación de genes reguladores permitieron la evolución de nuevas funciones y estructuras corporales, un proceso que puede describirse como una iteración semiológica a múltiples niveles. En conclusión, el camino mediante el cual las moléculas se convirtieron en signos no es simplemente una cuestión de replicación molecular, sino un proceso emergente en el que sistemas dinámicos autoorganizados adquirieron competentes procesos interpretativos que convirtieron las propiedades físicas de las moléculas en referencias funcionales cargadas de significado. Este enfoque desafía la visión tradicional y abre nuevas avenidas para investigar cómo la vida llegó a sostenerse a sí misma no solo mediante química, sino mediante un sistema de información concertado e interpretado. Reconocer este vínculo íntimo entre constraint, trabajo y semiosis en la base molecular ofrece una perspectiva revolucionaria sobre el origen de la información biológica y la evolución de la complejidad.
Este planteamiento puede transformar la investigación en biología molecular, la filosofía de la biología y la teoría de la información, invitándonos a reflexionar cómo la vida no solo es química, sino también signo, interpretación y significado en sus niveles más básicos.
