El origen de la vida en la Tierra es un conjunto de paradojas. Para que la vida haya empezado, tuvo que haber una molécula genética, algo así como el ADN o ARN, capaz de pasar a lo largo de los planos para la fabricación de proteínas: la batalla de las moléculas para la vida. Pero las células modernas no pueden copiar el ADN y el ARN sin la ayuda de las propias proteínas. Para hacer el asunto más intrigante, ninguna de estas moléculas puede hacer su trabajo sin lípidos grasos, que proporcionan las membranas que las células necesitan para mantener su contenido en su interior. Y para agregar otro dilema, se necesitan enzimas a base de proteínas (codificadas por moléculas genéticas) para sintetizar los lípidos.
Ahora, los investigadores dicen que pueden haber resuelto estas paradojas. Los químicos informan hoy que un par de compuestos simples, que habrían sido abundante en la Tierra primitiva, pueden dar lugar a una red de reacciones simples que producen las tres clases principales biomoléculas (ácidos nucleicos, aminoácidos y lípidos) necesarias para que comience la primera forma de vida. Aunque el nuevo trabajo no demuestra que así fue como comenzó la vida, con el tiempo puede ayudar a explicar uno de los misterios más profundos de la ciencia moderna.
"Este es un estudio muy importante", dice Jack Szostak, biólogo molecular e investigador del origen de la vida en el Hospital General de Massachusetts en Boston, quien no participó en la investigación actual. "Se propone por primera vez un escenario en el cual casi todos los elementos esenciales para la vida podrían ser montados en un marco geológico".
Los científicos han dado a conocer sus propios escenarios favoritos en los cuales se formó el primer conjunto de biomoléculas. Proponentes de hipótesis sobre ARN en el mundo, sugieren que ARN pudo haber sido el pionero; pues no sólo es capaz de llevar la información genética, sino también puede servir como un catalizador químico de proteínas, acelerando ciertas reacciones. Proponentes del "Metabolismo primero", por su parte, han argumentado que los catalizadores metálicos sencillos, en contraposición a las enzimas a base de proteínas avanzadas, pueden haber creado una "sopa de bloques de construcción orgánicos" que podrían haber dado lugar a las otras biomoléculas.
La hipótesis del mundo del ARN recibió un gran impulso en 2009. Los químicos, dirigidos por John Sutherland de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido, informaron que habían descubierto que los compuestos precursores relativamente simples llamados acetileno y formaldehído podrían someterse a una secuencia de reacciones para producir dos de cuatro bloques de construcción de nucleótidos de ARN , que muestran una ruta plausible sobre cómo el ARN podría haberse sin necesidad de enzimas en la "sopa primordial". Los críticos, sin embargo, señalaron que el acetileno y formaldehído son todavía moléculas un tanto complejas. Esto plantea la cuestión, de dónde venían.
Para el estudio actual, Sutherland y sus colegas se dispusieron a trabajar desde esos productos químicos hacia atrás, para ver si podían encontrar una ruta de ARN a partir de materiales de partida aún más simples. Tuvieron éxito. En el último número de Nature Chemistry, el equipo de Sutherland informa que creó precursores de ácidos nucleicos a partir sólo de cianuro de hidrógeno (HCN), sulfuro de hidrógeno (H2S) y ultravioleta (UV). Es más, Sutherland dice que las condiciones que producen precursores de ácidos nucleicos también crean los materiales de partida necesarios para hacer ácidos y lípidos aminoácidos naturales. Eso sugiere que un único conjunto de reacciones podría haber dado lugar a la mayor parte de los bloques básicos de la vida al mismo tiempo.
El equipo de Sutherland afirma que la Tierra primitiva era un entorno favorable para esas reacciones. El Ácido Cianhídrico (HCN) es abundante en los cometas, que llovían constantemente durante casi los primeros cientos de millones de años de historia de la Tierra. Los impactos también habrían producido suficiente energía para sintetizar HCN a partir de hidrógeno, carbono y nitrógeno. Asimismo, Sutherland dice que se pensaba que el Ácido Sulfhídrico (H2S) podía haber sido común en la Tierra primitiva, como era la radiación UV que podría conducir las reacciones y los minerales que contienen metales que estos podrían haber catalizado.
Dicho esto, Sutherland advierte que las reacciones que se han hecho cada uno de los conjuntos de bloques de construcción son lo suficientemente diferentes entre sí (requiriendo catalizadores de metales diferentes, por ejemplo) que probablemente no todo ocurrió en el mismo lugar. Más bien, dice, ligeras variaciones en la química y la energía podrían haber favorecido la creación de un conjunto de más bloques de construcción sobre otros, tales como aminoácidos o lípidos, en diferentes lugares. "El agua de lluvia lavaría estos compuestos, uniéndose todo en una gran mezcla", dice Dave Deamer, un investigador del origen de la vida en la Universidad de California, Santa Cruz, quien no participó en la investigación.
¿Podría la vida haber surgido de esa gran mezcla? La respuesta está muy seguramente perdida para siempre en la historia. Pero la idea y la "química plausible" que hay detrás, es una cuidadosa reflexión que vale la pena hacer, dice Deamer. Szostak está de acuerdo. "Este escenario general plantea muchas preguntas", dice, "y estoy seguro de que será objeto de debate dentro de muy poco tiempo".
Ahora, los investigadores dicen que pueden haber resuelto estas paradojas. Los químicos informan hoy que un par de compuestos simples, que habrían sido abundante en la Tierra primitiva, pueden dar lugar a una red de reacciones simples que producen las tres clases principales biomoléculas (ácidos nucleicos, aminoácidos y lípidos) necesarias para que comience la primera forma de vida. Aunque el nuevo trabajo no demuestra que así fue como comenzó la vida, con el tiempo puede ayudar a explicar uno de los misterios más profundos de la ciencia moderna.
"Este es un estudio muy importante", dice Jack Szostak, biólogo molecular e investigador del origen de la vida en el Hospital General de Massachusetts en Boston, quien no participó en la investigación actual. "Se propone por primera vez un escenario en el cual casi todos los elementos esenciales para la vida podrían ser montados en un marco geológico".
Los científicos han dado a conocer sus propios escenarios favoritos en los cuales se formó el primer conjunto de biomoléculas. Proponentes de hipótesis sobre ARN en el mundo, sugieren que ARN pudo haber sido el pionero; pues no sólo es capaz de llevar la información genética, sino también puede servir como un catalizador químico de proteínas, acelerando ciertas reacciones. Proponentes del "Metabolismo primero", por su parte, han argumentado que los catalizadores metálicos sencillos, en contraposición a las enzimas a base de proteínas avanzadas, pueden haber creado una "sopa de bloques de construcción orgánicos" que podrían haber dado lugar a las otras biomoléculas.
La hipótesis del mundo del ARN recibió un gran impulso en 2009. Los químicos, dirigidos por John Sutherland de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido, informaron que habían descubierto que los compuestos precursores relativamente simples llamados acetileno y formaldehído podrían someterse a una secuencia de reacciones para producir dos de cuatro bloques de construcción de nucleótidos de ARN , que muestran una ruta plausible sobre cómo el ARN podría haberse sin necesidad de enzimas en la "sopa primordial". Los críticos, sin embargo, señalaron que el acetileno y formaldehído son todavía moléculas un tanto complejas. Esto plantea la cuestión, de dónde venían.
Para el estudio actual, Sutherland y sus colegas se dispusieron a trabajar desde esos productos químicos hacia atrás, para ver si podían encontrar una ruta de ARN a partir de materiales de partida aún más simples. Tuvieron éxito. En el último número de Nature Chemistry, el equipo de Sutherland informa que creó precursores de ácidos nucleicos a partir sólo de cianuro de hidrógeno (HCN), sulfuro de hidrógeno (H2S) y ultravioleta (UV). Es más, Sutherland dice que las condiciones que producen precursores de ácidos nucleicos también crean los materiales de partida necesarios para hacer ácidos y lípidos aminoácidos naturales. Eso sugiere que un único conjunto de reacciones podría haber dado lugar a la mayor parte de los bloques básicos de la vida al mismo tiempo.
El equipo de Sutherland afirma que la Tierra primitiva era un entorno favorable para esas reacciones. El Ácido Cianhídrico (HCN) es abundante en los cometas, que llovían constantemente durante casi los primeros cientos de millones de años de historia de la Tierra. Los impactos también habrían producido suficiente energía para sintetizar HCN a partir de hidrógeno, carbono y nitrógeno. Asimismo, Sutherland dice que se pensaba que el Ácido Sulfhídrico (H2S) podía haber sido común en la Tierra primitiva, como era la radiación UV que podría conducir las reacciones y los minerales que contienen metales que estos podrían haber catalizado.
Dicho esto, Sutherland advierte que las reacciones que se han hecho cada uno de los conjuntos de bloques de construcción son lo suficientemente diferentes entre sí (requiriendo catalizadores de metales diferentes, por ejemplo) que probablemente no todo ocurrió en el mismo lugar. Más bien, dice, ligeras variaciones en la química y la energía podrían haber favorecido la creación de un conjunto de más bloques de construcción sobre otros, tales como aminoácidos o lípidos, en diferentes lugares. "El agua de lluvia lavaría estos compuestos, uniéndose todo en una gran mezcla", dice Dave Deamer, un investigador del origen de la vida en la Universidad de California, Santa Cruz, quien no participó en la investigación.
¿Podría la vida haber surgido de esa gran mezcla? La respuesta está muy seguramente perdida para siempre en la historia. Pero la idea y la "química plausible" que hay detrás, es una cuidadosa reflexión que vale la pena hacer, dice Deamer. Szostak está de acuerdo. "Este escenario general plantea muchas preguntas", dice, "y estoy seguro de que será objeto de debate dentro de muy poco tiempo".
Artículo extraído de http://news.sciencemag.org
Para ver el artículo original, clic aquí.
No hay comentarios:
Publicar un comentario