La vida tal como la conocemos se originó hace aproximadamente 3.5 a 4 mil millones de años en forma de una sopa prebiótica "antes de la vida" de moléculas orgánicas que de alguna manera comenzaron a replicarse y transmitir una fórmula genética. O eso es lo que se piensaEl mundo del ARN, una de las hipótesis más sólidas del origen de la vida.
Los investigadores de UC Santa Barbara ahora han encontrado evidencia de que el aminoácido arginina o su equivalente prebiótico mundial puede haber sido un ingrediente más importante en esta sopa de lo que se pensaba anteriormente.
"La gente tiende a pensar que la arginina no es prebiótica", dijo Irene Chen, una biofísica cuya investigación se centra en los orígenes químicos de la vida. "Tienden a pensar que los aminoácidos más simples son plausibles, como la glicina y la alanina"La arginina, por el contrario, es relativamente más compleja y, por lo tanto, se pensó que ingresó al juego en una etapa posterior.
La Tierra Primordial, según la teoría del Mundo del ARN, tenía las condiciones para albergar varios tipos de biomoléculas, incluidos los ácidos nucleicos que se convierten en material genético, aminoácidos que eventualmente se unen para formar las proteínas responsables de la estructura y función decélulas y lípidos que almacenan energía y protegen las células. Bajo qué circunstancias y cómo estas biomoléculas trabajaron juntas es una fuente de investigación continua para los investigadores de los orígenes de la vida.
Para su investigación, los científicos de UCSB analizaron un conjunto de datos de complejos de proteínas y aptámeros evolucionados in vitro moléculas cortas de ARN y ADN que se unen a proteínas diana específicas.
"Estábamos mirando la interfaz para la cual las propiedades favorecían la unión", dijo Celia Blanco, investigadora postdoctoral en el Laboratorio Chen y autora principal de un artículo que aparece en la revista Biología actual señaló que la evolución in vitro fue un factor importante cuando se seleccionaron estos complejos evolutivamente independientes, para evitar los efectos de confusión resultantes de la evolución biológica y para imitar estrechamente las condiciones de un mundo prebiótico.
"Hay tantas restricciones en biología", dijo Chen, quien también es médico. "Las interacciones proteína-ADN o proteína-ARN evolucionadas biológicamente tienen que funcionar dentro de una célula; ese no será exactamente el caso para elorígenes de la vida "
Lo que los investigadores encontraron fue que la arginina fue un jugador en muchas de las interacciones químicas entre proteínas y aptámeros.
"Por supuesto, esperábamos que fuera muy importante para las interacciones electrostáticas porque tiene una carga positiva", dijo Chen, "pero también fue el aminoácido dominante para las interacciones hidrofóbicas, las interacciones de apilamiento y estos otros modos diferentes de interactuar con ese otro amino".los ácidos son más conocidos por ". En menor grado, la lisina otro aminoácido cargado positivamente también jugó un papel importante en estas interacciones".
Entre otras razones, la arginina puede haberse pasado por alto porque es un aminoácido relativamente más difícil de sintetizar.
"Por lo general, las personas basan el consenso de lo que es prebiótico y lo que no está en los experimentos", dijo Blanco. "Y usando lo que la gente cree que son condiciones prebióticas, la arginina y la lisina parecen ser difíciles de sintetizar o detectar". Pero solo porquealgo como la arginina no se ha producido en los experimentos de laboratorio realizados hasta ahora, continuó Blanco, no significa que no estaba allí.
Los investigadores son cuidadosos al señalar que, aunque se descubrió que el aminoácido que llamamos arginina es importante en las interacciones de unión de proteína-aptámero que examinaron, hace miles de millones de años la biomolécula no necesariamente fue la arginina de hoy, sino quizás una carga positivaequivalente primordial
Este desarrollo arroja más luz sobre lo que podrían haber sido las condiciones ideales para el surgimiento de la vida. Hay una variedad de hipótesis, desde cometas hasta respiraderos hidrotermales y otros ambientes, que pueden haber sido favorables para la eventual evolución de las células, así como varios experimentos emblemáticos que refuerzan la idea de RNA World.
"Si hubiéramos encontrado que la glicina era realmente importante para las interacciones ARN-proteína, y la glicina está en todas partes, entonces eso no habría sido útil para determinar condiciones plausibles", dijo Chen. "Pero encontrar que la arginina era importante limita lastipo de escenarios que podrían haber dado lugar al código genético "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Santa Bárbara . Original escrito por Sonia Fernández. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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