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por Eduardo Martínez de la Fe
27 Julio
2020
del Sitio Web
Tendencias21
Respiraderos hidrotermales como este
en
el suroeste del Océano Pacífico
podrían haber albergado los primeros eventos bioquímicos
que llevaron al comienzo de la vida en la Tierra.
Imagen: ROV ROPOS, Instituto Schmidt Ocean.
Una investigación ha comprobado en laboratorio que,
el ARN se
auto-replica en condiciones parecidas a las de las fuentes
hidrotermales: un requisito clave para la química prebiótica...
Las formas de vida más
antiguas sobre la Tierra son posibles microorganismos cuyos fósiles
fueron descubiertos en rocas formadas en antiguas
fuentes hidrotermales.
Una nueva investigación de la Universidad Ludwig Maximilian de
Munich (LMU) abunda ahora en esta teoría:
ha comprobado que el
ARN puede replicarse por sí solo en condiciones que pueden haber
prevalecido dentro de este tipo de rocas hace más de 4.000
millones de años.
En consecuencia, plantea
que los respiraderos hidrotermales podrían haber albergado los
primeros eventos bioquímicos que llevaron al comienzo de la vida en
la Tierra.
Protagonismo
del ARN
Una teoría para el origen de la vida propone que los primeros pasos
bioquímicos fueron desarrollados por el ácido ribonucleico (ARN),
un primo molecular del ADN.
Es un ácido nucleico
que se encarga de trasladar la información genética del ADN con
el fin de sintetizar las proteínas según las funciones y
características de la vida.
Está presente en el
citoplasma de las células primitivas.
El ARN es una molécula
más simple que el ADN y las proteínas, por lo que hace tiempo se
sospecha que fue precursor de la vida en nuestro planeta:
pudo ser el origen de
las células primitivas y la molécula a partir de la cual habría
evolucionado el sistema genético que conocemos en la actualidad.
Cadenas cortas
Según explica al respecto el
investigador Dieter Braun en la revista Physics, las
reacciones que involucran ARN solo pueden crear copias cortas de
cadenas de ARN.
El nuevo estudio demuestra que esta replicación puede ocurrir en un
entorno de laboratorio que imita un pequeño poro en una roca
calentada volcánicamente, un escenario presumiblemente común en la
Tierra primitiva.
Los investigadores colocaron ARN en una pequeña cámara con regiones
frías y calientes y observaron movimientos moleculares que ayudaron
a impulsar múltiples ciclos de replicación de ARN.
El número de hebras de ARN aumentó hasta 200.000 veces, lo que
sugiere que esta química de ARN pudo haber sido un trampolín para
construir biomoléculas más complejas en el entorno de la
Tierra prebiótica.
Cuestión de
temperatura
En la superficie de la Tierra, las temperaturas no suelen aumentar
rápidamente en el tiempo, pero hay configuraciones geológicas en las
que la temperatura varía abruptamente en el espacio.
Braun y sus colegas probaron si el gradiente de temperatura podría
impulsar la replicación de ARN.
El equipo colocó una
solución de
ribozimas (ARN con actividad
catalítica) y una variedad de piezas de ARN en una cámara con forma
de disco de 5 mm de diámetro.
Crearon una gradiente de temperatura pronunciada al calentar el
centro de la cámara con un láser.
Las variaciones de
temperatura indujeron dos tipos de flujos que propiciaron la
duplicación de las moléculas de ARN y provocaron un crecimiento
exponencial del número de hebras de esta molécula:
esta autorreplicación
se considera un requisito clave para la química prebiótica.
Lo más
plausible
Thomas Cech, un bioquímico de la Universidad de Colorado,
Boulder, citado por la mencionada revista (que no participó en esta
investigación), ve un progreso importante en este desarrollo.
"Los experimentos de
autorreplicación de ARN generalmente se realizan en condiciones
de laboratorio controladas, en la que todos los ingredientes
moleculares están en equilibrio, homogéneos y bien mezclados",
dice.
Los investigadores han
realizado la química del ARN en un entorno más variable que
probablemente esté más cerca de las condiciones del origen de la
vida, destaca.
"A medida que el
entorno se hace posiblemente más realista, la autorreplicación
de ARN se vuelve más plausible" como precursor del origen de la
vida en la Tierra, concluye Cech.
La nueva investigación
arroja luz sobre viejas cuestiones pendientes:
¿Qué procesos
permitieron que la materia no viva generara sistemas capaces de
replicación, mutación y selección, que son las características
de la evolución biológica?
¿Cómo pudo
establecerse una vida molecular tan temprana?
El ARN podría ser la
clave, según la nueva investigación...
Referencia
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