10/Ene/09

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Una molécula biológica artificial evoluciona en el laboratorio

Una nueva molécula que realiza la función esencial de la vida -reproducirse- podría arrojar luz sobre el origen de todos los seres vivos

Por si esto no fuese suficiente, las hebras de ácido ribonucleibo (ARN) nacidas en el laboratorio evolucionan en un tubo de ensayo para duplicarse a sí mismas mucho más rápidamente.

"Obviamente, lo que estamos intentando hacer es crear biología", dice Gerald Joyce, bioquímico en el Instituto de Investigación Scripps en La Jolla, California. Espera proveer a la molécula de su equipo con todas las propiedades fundamentales de la vida: reproducción, evolución y función.

Joyce y su colega Tracey Lincoln crearon su compuesto químico a partir de ARN debido a que la mayor parte de investigadores creen que la vida inicial almacenaba la información en la molécula hermana del ADN. Y al contrario del material de nuestros genomas, las moléculas de ARN pueden catalizar reacciones químicas.

"Estamos intentando saltar la última valla que tenemos en los inicios de la historia de la vida", dice Joyce.

Preparado molecular

En lugar de empezar con las enzimas del ARN -ribozimas- presentes en otros organismos, el equipo de Joyce creó su propia molécula desde cero, conocida como R3C. Realiza una única función: entrelaza dos moléculas de ARN más cortas para crear un clon de sí misma.

Posteriores manipulaciones en el laboratorio hicieron que esta molécula se copiase mejor a sí misma, pero no es lo mismo que hacer que viva. Se reproducía hasta cierto punto, pero finalmente llegaba a formas en que no podía seguir entrelazando trozos de ARN. "Era un fastidio", dice Joyce.

Para mejorar la R3C, Lincoln la rediseñó para crear una hermana de ARN que pudiese por sí misma unir otros dos trozos de ARN para formar una ribozina que funcionar. De esta forma, cada molécula crea una copia de su hermana, un proceso conocido como replicación cruzada. La población de dos se duplica una y otra vez hasta que no quedan más trozos del ARN inicial.

"Simplemente dejamos que se entrelazaran, permitimos que se amplificaran sin límite", dice.

Evolución en el laboratorio

No contentos con lograr una señal de vida en el laboratorio, Joyce y Lincoln buscaron evolucionar sus moléculas mediante selección natural. Lo hicieron mediante la mutación de la secuencia de los bloques básicos del ARN, de tal forma que pudieron construir 288 posibles ribozimas mezclando y apareando distintos pares de ARN más cortos.

Lo que sucedió tiene un inquietante parecido con la teoría de Darwin de la supervivencia del más apto: unas pocas secuencias fueron ganadoras, la mayor parte perdedoras. Las ganadoras surgieron debido a que podían replicarse más rápido aunque estuviesen rodeadas de competidores, dice Joyce.

"No diría que estas moléculas están vivas", advierte. Por una parte, las moléculas pueden evolucionar sólo para reproducirse mejor. La reproducción puede ser la necesidad biológica más fuerte -tal vez la única-, ya que incluso los organismos simples la buscan a través de medios más complejos que una precipitada división. Las bacterias y los humanos han evolucionado su capacidad para digerir lactosa, o el azúcar de la leche, para asegurar su supervivencia, por ejemplo.

Joyce dice que su equipo ha dotado a su molécula con otra función, aunque no lo dirá antes de que se publiquen sus hallazgos.

Más fundamentalmente, para imitar a la biología, una molécula debe lograr nuevas funciones al vuelo, sin manipulación de laboratorio. Joyce dice que no tiene idea de cómo salvar este obstáculo con la molécula de ARN de su equipo. "No tiene una capacidad de duración indefinida para la evolución Darwiniana".

Falta de testigos

Una molécula que imite la vida también necesitará ensamblarse a sí misma a partir de componentes más simples que dos mitades, dice Michael Robertson, bioquímico de la Universidad de California en Santa Cruz.

Tanto el ADN como el ARN actualmente se reproducen con la ayuda de una enzima proteica que une las "letras" individuales de los nucleótidos. La vida inicial podría haber hecho lo mismo, o podría haber unido cadenas cortas de ARN, dice Robertson.

Además, los esfuerzos por crear más vida en los laboratorios finalmente se toparán con un muro ético, no técnico.

"Si alguien crea algo realmente grande en el laboratorio, es fantástico. Pero el origen de la vida en la Tierra es un problema histórico del que nunca vamos a poder ser testigos y verificarlo", dice.

Fuente: New Scientist. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard