La geometría de los virus
Las muñecas rusas, también llamadas matrioska, se caracterizan porque tienen tamaños diferentes y se encajan unas dentro de las otras hasta la más interna y protegida que suele ser un bebé. Se crearon en 1890 como un conjunto de 8 unidades, pero actualmente se pueden encontrar con un número variable, generalmente entre 5 y 12. Según el libro Guinness el récord mundial es un conjunto de 51 unidades.
Los virus también están dispuestos en capas concéntricas protegiendo el material genético que hay en la parte más interna. El número de capas varía en función del virus. El virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) está formado por cinco capas. De fuera a dentro encontramos: una bicapa lipídica esférica, una matriz proteica icosaédrica, un cápside proteica cónica, una cápside proteica helicoidal y el material genético también helicoidal (ARN). El coronavirus, en cambio, está constituido por tres capas, y el virus del mosaico del tabaco, por dos. El tipo de capa más externa, determina la forma geométrica del virus. La cápsida vírica es una estructura proteica formada por una serie de monómeros llamados «capsómeros». En general hay pocos tipos de proteínas diferentes en los capsómeros; la razón es que cuanto más proteínas, más información genética, y el genoma de un un virus es muy reducido. Las cápsides que están unidas al material genético, adoptan su forma, por lo que el virus presenta una forma helicoidal. Las cápsides proteicas que no están enlazadas directamente al material genético pueden adoptar unas geometrías muy limitadas, la más habitual es la icosaédrica, formada por veinte caras triangulares, el poliedro regular con el mayor número de caras, y por tanto, el más cercano a la esfera. Cuando la capa más externa es una bicapa lipídica, se dice que el virus tiene envoltorio, y la forma más habitual suele ser la esfera o esferoide. La causa es que los enlaces entre los lípidos son mucho más flexibles que entre las proteínas y permiten un mayor grado de curvatura. De alguna manera, como en las muñecas rusas, las capas de los virus tienden a cerrarse las unas dentro de las otras con formas redondeadas. Pero, ¿por qué?
Porque la esfera es la geometría que emerge espontáneamente en la naturaleza en condiciones de isotropía, es decir, cuando se dan las mismas propiedades físicas en todas las direcciones del espacio. Los planetas y las estrellas son esféricos por el hecho que la gravedad se ejerce desde un punto central en todas direcciones. Los guijarros de los ríos son esféricos porque reciben impactos que los erosionan en todas direcciones. Pero además, la esfera es la superficie más pequeña que encierra un volumen. Esto se puede entender fácilmente si pasamos de 3 a 2 dimensiones. En dos dimensiones la circunferencia es el perímetro más corto que encierra una superficie plana. Un cuadrado de 10×10 cm tiene una superficie de 100 cm2 y un perímetro de 40 cm, mientras que para dibujar un círculo de 100 cm2, necesitamos un radio de 5.64 cm, y obtendremos un perímetro de 35 cm. La circunferencia ahorra 5 cm de perímetro respecto al cuadrado.
Con una esfera se cierra, se encapsula, un volumen para proteger el material genético con el menor número de moléculas. Por eso los virus y las células suelen ser esféricos o esferoides. Incluso los organismos pluricelulares más simples, y los primeros estadios de desarrollo embrionario son esferas de esferas, similares a una mora.
Los antiguos griegos ya descubrieron algunas propiedades de la esfera y la consideraban la forma perfecta. Aún hoy, cuando queremos indicar algo bien hecho decimos que ha salido «redondo».
