Replicación del ADN… sin vida

Los precursores de la vida puede haber aprendido cómo copiarse a sí mismos gracias a la convección simple en el fondo del océano. Experimentos de laboratorio revelan cómo se podría haber producido una replicación de ADN en pequeños poros alrededor de los respiraderos submarinos

Uno de los primeros pasos hacia la vida fue la primera molécula capaz de copiarse a sí misma. En el mar abierto de la Tierra primitiva, las cadenas de ADN y los nucleótidos sueltos habrían estado demasiado diluidos como para que se produzca la replicación. Entonces, ¿cómo es que se produjo?

Dentro de muchos de los respiraderos hidrotermales submarinos, las rocas ricas en magnesio reaccionan con el agua del mar. Estas reacciones crean una fuente de calor que podría conducir corrientes de convección en miniatura en las inmediaciones de los poros de la roca, afirman Christof Mast y Dieter Braun de la Universidad Ludwig-Maximilian de Munich, Alemania. Ellos proponen que la convección podría concentrar nucleótidos, hebras de ADN y de polimerasa, proporcionando un entorno que promueve la replicación.

El agua de mar dentro de los poros o cerca de ellos en la chimenea de un respiradero puede sufrir convección térmica debido a que el agua en la pared del poro más cercano a la fuente de calor del ventiladero estaría más caliente que el agua próxima a la pared más alejada, dicen Mast y Braun. Si el poro contiene cadenas de ADN, nucleótidos y polimerasa ellos se «montarían» hacia arriba en la corriente cálida. Las hebras de ADN también se abrirían como cierres de un pantalón en el calor, dividiéndose en dos ramas que servirían de modelo para una eventual replicación.

Todos estos componentes tienden entonces a alejarse de la región en la que aumenta el calor. En el aire, las partículas suelen pasar a una corriente más fría, ya que tienen más probabilidades de ser desplazadas por moléculas con más energía que las del lado más frío y tranquilo. Los investigadores calculan que se produciría un proceso similar en el líquido de los ventiladeros.

Con el tiempo, las plantillas de ADN, la polimerasa y los nucleótidos se acumulan en el fondo de un poro. Una vez allí, podrían estar lo suficientemente concentrados para que la polimerasa haga unir nuevos nucleótidos a las cadenas simples de la plantilla de ADN, replicando el ADN original (Ver el diagrama) . .

Para probar esta teoría, Mast y Braun ponen estos ingredientes en tubos de 1,5 milímetros de largo. Ellos usaron un láser para calentar un lado del agua y crear convección térmica. Efectivamente, encontraron que el ADN se duplicaba cada 50 segundos ( Physical Review Letters, vol 104, p 188102 ).

Pero, ¿cómo haría un ADN replicado que fue movido entre los poros para recombinarse con nuevas plantillas, produciendo una variedad de configuraciones? Los ácidos grasos en el agua puede haber ofrecido el servicio de transporte, dice Braun. El año pasado, un equipo de la Universidad de Harvard encontró que los ácidos grasos impulsados por convección forman membranas . Estas membranas podrían atrapar el material genético concentrado y transportarlo (Revista de la Sociedad Química Americana, DOI: 10.1021/ja9029818 ).

«El trabajo muestra que el ADN puede ser concentrado y a la vez reproducido en un conjunto muy simple de condiciones», dice Nick Lane del University College de Londres.

Fuente: New Scientist. Aportado por Eduardo J. Carletti

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