Cuando nació la Tierra, era un desastre. Los meteoritos y las tormentas eléctricas probablemente bombardearon la superficie del planeta donde nada más que químicos sin vida podrían sobrevivir. Cómo se formó la vida en este caos químico es un misterio de miles de millones de años. Ahora, un nuevo estudioofrece evidencia de que los primeros bloques de construcción pueden haber coincidido con su entorno, comenzando más desordenado de lo que se pensaba anteriormente.
La vida se construye con tres componentes principales: ARN y ADN, el código genético que, al igual que los gerentes de construcción, programan cómo ejecutar y reproducir células, y proteínas, los trabajadores que llevan a cabo sus instrucciones. Lo más probable, las primeras célulastenían las tres piezas. Con el tiempo, crecieron y se replicaron, compitiendo en el juego de Darwin para crear la diversidad de la vida actual: bacterias, hongos, lobos, ballenas y humanos.
Pero primero, el ARN, el ADN o las proteínas tuvieron que formarse sin sus socios. Una teoría común, conocida como la hipótesis del "Mundo del ARN", propone que debido a que el ARN, a diferencia del ADN, puede autorreplicarse, esa molécula puede haber sido lo primero.Si bien los estudios recientes descubrieron cómo los nucleótidos de la molécula A, C, G y U que forman su columna vertebral podrían haberse formado a partir de productos químicos disponibles en la Tierra primitiva, algunos científicos creen que el proceso puede no haber sido un camino tan sencillo.
"Hace años, Leslie Orgel se burló de la ingenua idea de que grupos de ribonucleótidos concentrados puros pudieran estar presentes en la Tierra primitiva como 'el sueño del biólogo molecular'", dijo Jack Szostak, un premio Nobel, profesor de química y química.biología y genética en la Universidad de Harvard, y un investigador en el Instituto Médico Howard Hughes. "Pero se desconoce cómo podría surgir ARN homogéneo relativamente moderno de una mezcla heterogénea de diferentes materiales de partida".
En un artículo publicado en el Revista de la Sociedad Americana de Química , Szostak y sus colegas presentan un nuevo modelo de cómo podría haber surgido el ARN. En lugar de un camino limpio, él y su equipo proponen un comienzo similar a Frankenstein, con ARN que crece a partir de una mezcla de nucleótidos con estructuras químicas similares: arabino-desoxi y ribonucleótidos ANA, ADN y ARN.
En el crisol químico de la Tierra, es poco probable que se forme automáticamente una versión perfecta de ARN. Es mucho más probable que muchas versiones de nucleótidos se fusionen para formar moléculas de mosaico con fragmentos de ARN y ADN modernos, así como moléculas genéticas en gran parte desaparecidas, como ANA. Estas quimeras, como las monstruosas criaturas híbridas de leones, águilas y serpientes de la mitología griega, pueden haber sido los primeros pasos hacia el ARN y el ADN de hoy.
"La biología moderna se basa en bloques de construcción relativamente homogéneos para codificar la información genética", dijo Seohyun Kim, investigador postdoctoral en química y primer autor del artículo. Entonces, si Szostak y Kim tienen razón y las moléculas de Frankenstein son lo primero, ¿por qué lo hicieron?evolucionar a ARN homogéneo?
Kim los puso a prueba: enfrentó potenciales híbridos primordiales contra el ARN moderno, copiando manualmente las quimeras para imitar el proceso de replicación del ARN. Descubrió que el ARN puro es simplemente mejor, más eficiente, más preciso y más rápido.- que sus homólogos heterogéneos. En otro descubrimiento sorprendente, Kim descubrió que los oligonucleótidos quiméricos, como ANA y ADN, podrían haber ayudado al ARN a desarrollar la capacidad de copiarse ". Curiosamente", dijo, "algunos de estos ribonucleótidos variantes tienense ha demostrado que es compatible o incluso beneficioso para la copia de plantillas de ARN "
Si la versión temprana más eficiente del ARN se reprodujera más rápido que sus contrapartes híbridas, con el tiempo, superaría a sus competidores. Eso es lo que el equipo de Szostak teoriza que sucedió en la sopa primordial: los híbridos se convirtieron en ARN y ADN modernos, queluego superó a sus antepasados y, finalmente, se hizo cargo.
"No se necesitaba un conjunto primordial de bloques de construcción puros", dijo Szostak. "La química intrínseca de la química de copia de ARN resultaría, con el tiempo, en la síntesis de fragmentos de ARN cada vez más homogéneos. La razón de esto, como lo ha hecho Seohyunse muestra claramente que cuando diferentes tipos de nucleótidos compiten por la copia de una cadena de plantilla, son los nucleótidos de ARN los que siempre ganan, y es el ARN el que se sintetiza, no ninguno de los tipos de ácidos nucleicos relacionados ".
Hasta ahora, el equipo ha probado solo una fracción de los posibles nucleótidos variantes disponibles en la Tierra primitiva. Entonces, al igual que esos primeros trozos de ARN desordenado, su trabajo apenas ha comenzado.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Harvard . Original escrito por Caitlin McDermott-Murphy. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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