Existen momentos clave en la historia de la Tierra que permanecen envueltos en misterio. La aparición de las primeras moléculas capaces de trabajar juntas para dar origen a la vida es uno de ellos.
Desde hace varias décadas, los investigadores intentan comprender cómo los bloques químicos de la vida primitiva pudieron unirse entre sí. Un equipo del University College London (UCL) propone ahora una pista sólida: ha logrado recrear en laboratorio la unión entre aminoácidos, componentes de las proteínas, y el ARN, molécula portadora de información. Publicado en
Nature, este estudio reactiva el debate sobre las condiciones iniciales de la química terrestre.
Imagen de ilustración Pixabay Reconstituir los primeros pasos de la vida
Las proteínas cumplen una multitud de funciones esenciales, pero no pueden formarse sin instrucciones. Es el ARN el que proporciona estas indicaciones al actuar como mensajero. El equipo del UCL ha logrado demostrar que un vínculo directo puede establecerse entre ARN y aminoácidos en condiciones acuosas simples.
Este avance recuerda a un mecanismo que las células modernas realizan con máquinas moleculares muy complejas, los ribosomas. Aquí, el proceso se basa únicamente en una química espontánea, sin enzimas ni dispositivos sofisticados. Los investigadores han obtenido así un primer paso hacia la elaboración de pequeñas cadenas de proteínas llamadas péptidos.
Este descubrimiento se distingue de trabajos anteriores, que fracasaban debido a reacciones parásitas. Los intentos previos utilizaban moléculas demasiado reactivas que se degradaban en el agua e impedían la asociación con el ARN.
Un matrimonio entre dos hipótesis mayores
Para sortear el obstáculo, los químicos se inspiraron en reacciones biológicas conocidas. Utilizaron tioésteres, compuestos ricos en energía ya implicados en numerosos procesos metabólicos actuales. Estas moléculas son capaces de activar los aminoácidos y facilitar su unión con el ARN.
El interés es doble: los tioésteres probablemente estaban presentes en la Tierra primitiva y su uso une dos escenarios a menudo evocados por los investigadores. La hipótesis del "mundo ARN" supone que esta molécula jugó un papel central al replicarse sola, mientras que la hipótesis del "mundo tioéster" atribuye a estos compuestos energéticos la capacidad de iniciar las primeras reacciones vitales.
Al relacionar estos dos modelos, los autores sugieren que el origen de la vida podría haber dependido de una interacción entre portadores de información y fuentes de energía. Esta combinación habría abierto el camino a la fabricación de las primeras proteínas.
Condiciones plausibles en la Tierra primitiva
Los experimentos muestran que esta química funciona en agua a pH neutro, lo que excluye los entornos oceánicos demasiado diluidos. Lagos, charcas o zonas costeras parecen más adecuados para concentrar las moléculas necesarias.
Algunos experimentos indican incluso que los ciclos de congelación y descongelación podían acelerar las reacciones. La formación de bolsas de salmuera en el hielo podría haber reunido los ingredientes en concentraciones suficientes para favorecer la unión ARN-aminoácidos.
Los investigadores recuerdan sin embargo que quedan muchos obstáculos por superar. Será necesario demostrar cómo el ARN pudo establecer preferencias de unión para ciertos aminoácidos, primer paso hacia la emergencia de un verdadero código genético.
Autor del artículo: Cédric DEPOND
Fuente: Nature