La sopa primigenia que dio a luz a la vida en la Tierra puede haber tenido un ingrediente extra, no reconocido antes: una “partera molecular” que desempeñó un papel crucial al permitir que las primeras grandes biomoléculas se montaran a partir de sus bloques básicos de construcción
Se piensa que las primeras formas de vida no estaban basadas en el ADN, sino en una molécula íntimamente relacionada, el ARN, ya que largas cadenas de ARN pueden actuar como rudimentarias enzimas. Esto habría permitido que se desarrollara un metabolismo primitivo antes de que las formas de vida produjeran las proteínas para este propósito.
Las cadenas de ARN están formados por bloques de construcción llamados nucleótidos, unidos entre sí cabeza con cola en una larga cadena. Esto ocurre fácilmente si los nucleótidos pueden unirse a otra cadena de ARN que guíe su montaje. However, the earliest RNA molecules to form, billions of years ago, would have had no pre-existing RNA to guide them. Sin embargo, las primeras moléculas de ARN, miles de millones de años atrás, no habrían tenido ningún ARN preexistente para guiar su formación.
Vueltas en círculos
Hasta ahora, los intentos de imitar esta primera síntesis siempre han chocado con un obstáculo fatal: en lugar de unirse a la cola de un nuevo nucleótido; en cambio, la cabeza de una cadena se une siempre a su propia cola. Esta tendencia a formar círculos impide que las moléculas de ARN crezcan mucho más de tres a seis nucleótidos, demasiado cortas para funcionar como enzimas.
“Este es un gran problema”, dice Nicholas Hud, químico en el Georgia Institute of Technology, en Atlanta. “¿Cómo obtener una molécula suficientemente larga como para hacer algo interesante?”
La respuesta, piensa Hud, puede ser la presencia de una “partera molecular”, una molécula que se ubicada entre los nucleótidos adyacentes y alienta a dos cadenas de ARN en crecimiento a unirse en una doble hélice. Debido a que esta doble hélice es mucho más firme que una cadena simple de ARN, es menos probable que se doble sobre sí misma y forme un círculo.
Si la concentración de moléculas de la solución luego disminuyó —por ejemplo, al caer lluvia y diluir un charco primordial— las comadronas habrían tendido a caer fuera de sus ranuras en la molécula de ARN. Esto habría permitido que las dos cadenas de ARN se separaran, dejando una molécula lineal única de ARN con exactamente el tipo de longitud que podría actuar como catalizador en el mundo del ARN.
Doble hélice
Efectivamente, cuando Hud y sus colegas agregaron etidio —que se sabe se desliza entre una hélice doble— a una solución de nucleótidos, encontraron que éstos se unieron en largas hélices dobles en lugar de en cortos círculos.
El equipo estudió esto con nucleótidos de ADN, ya que es más fácil trabajar con las cadenas resultantes, pero lo mismo se debe aplicar para el ARN, dicen.
El etidio en sí es una molécula bastante compleja con varios anillos del tipo benceno (o “aromáticos”), y es poco probable que haya estado disponible para desempeñar este papel en la sopa primordial. Sin embargo, las moléculas que se encontraron en antiguos meteoritos indican que la Tierra prebiótica era rica en compuestos con una estructura similar. El próximo reto de Hud es demostrar que, de hecho, algunas de estas moléculas aromáticas policíclicas pueden ayudar a ensamblar las moléculas de ARN.
“El etidio demuestra el principio. ¿Hay algo en esa mezcla que sirviera al mismo propósito?”, dice Gerald Joyce, un bioquímico que estudia el origen de la vida en el Scripps Research Institute en La Jolla, California.
Referencia de publicación: Actas de la Academia Nacional de Ciencias, DOI: 10.1073/pnas.0914172107
Fuente: New Scientist. Aportado por Eduardo J. Carletti
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