Tendencias21

El ADN se auto-ensambló para dar lugar a la vida

Científicos de EE.UU. e Italia han descubierto que las propiedades de auto-ensamblaje de fragmentos moleculares muy cortos de ADN, hace 4.000 millones de años, pudieron dar lugar a la vida en la Tierra. Esta capacidad de auto-organización ya se había comprobado en el ARN.

El ADN se auto-ensambló para dar lugar a la vida

Las propiedades de auto-organización de fragmentos moleculares similares al ADN, hace cuatro mil millones de años, pudieron crecer repitiendo cadenas químicas el tiempo suficiente para ser la base de la vida primitiva, según un nuevo estudio de la Universidad de Colorado en Boulder (EE.UU.) y la Universidad de Milán (Italia).

Mientras que los estudios de antiguas formaciones minerales contienen evidencias de la evolución de las bacterias de hace entre 3.500 y 3.800 millones de años -sólo 500 millones de años después de la estabilización de la corteza de la Tierra-, qué es lo que podría haber precedido a la formación de este tipo de organismos unicelulares es todavía un misterio.

Los nuevos hallazgos sugieren un nuevo escenario para los orígenes no biológicos de los ácidos nucleicos, que son los componentes básicos de los organismos vivos, dice el profesor de física de la UC Boulder Noel Clark, coautor del estudio, en la nota de prensa de la universidad.

Un artículo sobre el tema, dirigido por Tommaso Bellini, de la Universidad de Milán, se ha publicado en una edición reciente de Nature Communications.

El descubrimiento en la década de 1980 de la capacidad del ARN para alterar químicamente su propia estructura, realizado por el premio Nobel de la UC Boulder Tom Cech, y su equipo de investigación, llevó al desarrollo del concepto de un «mundo de ARN», en el que la vida primordial era una reserva de cadenas de ARN capaces de sintetizar otras cadenas de moléculas a partir de moléculas más simples disponibles en el entorno.

Si bien ahora hay consenso entre los investigadores del origen de la vida sobre que las cadenas de ARN son demasiado especializadas como para crearse como producto de reacciones químicas aleatorias, los nuevos hallazgos sugieren una alternativa viable, dice Clark.

La nueva investigación demuestra que el auto-ensamblaje espontáneo de fragmentos de ADN de sólo unos pocos nanómetros de longitud, en fases cristalinas líquidas ordenadas, tiene la capacidad de dirigir la formación de enlaces químicos que conectan cadenas de ADN cortas para formar otras largas, sin la ayuda de mecanismos biológicos.

Los cristales líquidos son una forma de materia que tiene propiedades mixtas entre las de los líquidos convencionales y las de un cristal sólido: un cristal líquido puede fluir como un líquido, por ejemplo, pero sus moléculas se pueden orientar como en un cristal.

«Nuestras observaciones sugieren qué pudo haber sucedido en la Tierra primitiva, cuando los primeros fragmentos moleculares de ADN aparecieron», señala Clark.

Hipótesis

Desde hace varios años el grupo de investigación ha estado explorando la hipótesis de que la manera en que el ADN surgió en la Tierra temprana radica en sus propiedades estructurales y su capacidad de auto-organizarse.

En el mundo pre-ARN, el auto-ensamblaje espontáneo de fragmentos de ácidos nucleicos (ADN y ARN) pudo haber actuado como una plantilla para su unión química en forma de polímeros, que son sustancias compuestas de un gran número de unidades repetidas.

«Los nuevos hallazgos muestran que en presencia de las condiciones químicas apropiadas, el auto-ensamblaje espontáneo de pequeños fragmentos de ADN en pilas de dúplex cortos favorece en gran medida su unión en forma de polímeros más largos, proporcionando de este modo una ruta pre-ARN para el mundo del ARN», dice Clark.

El ‘auto-modelado’ del ARN

El área de investigación principal del Nobel Tom Cech es el proceso de transcripción genética del núcleo de las células, observando cómo el código genético del ADN se transcribe en ARN.

En colaboración con Sidney Altman descubrió que para conseguir la unión de fragmentos de ARN era necesaria la presencia del nucleósido, componente básico del ARN, sin la necesidad de que estuviera presente ninguna otra actividad catalítica. Cech estaba analizando las uniones de ARN en el organismo unicelular Tetrahymena thermophila, cuando hizo el hallazgo.

En 1989 fue galardonado, junto con Altman, con el Nobel de Química por estos descubrimientos.

Referencia bibliográfica:

Tommaso P. Fraccia, Gregory P. Smith, Giuliano Zanchetta, Elvezia Paraboschi, Yougwooo Yi, David M. Walba, Giorgio Dieci, Noel A. Clark, Tommaso Bellini: Abiotic ligation of DNA oligomers templated by their liquid crystal ordering. Nature Communications (2015). DOI: 10.1038/ncomms7424.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Los simios también tienen sentido del humor 18 febrero, 2024
    Cuatro especies de grandes simios empiezan a burlarse de los demás en broma en edades tan tempranas como los humanos. Sus burlas son provocativas, persistentes y se caracterizan por elementos sorprendentes y divertidos. Llevan así 13 millones de años.
    Redacción T21
  • Hasta el pequeño cerebro de una hormiga desarrolla tareas complejas 17 febrero, 2024
    Las hormigas del desierto encuentran su camino durante una fase temprana de aprendizaje con la ayuda del campo magnético de la Tierra. El proceso de aprendizaje asociado deja huellas claras en su pequeño cerebro, capaz de asumir tareas complejas con menos de un millón de neuronas.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Los agujeros negros supermasivos y las primeras galaxias crecieron al mismo tiempo 16 febrero, 2024
    Es probable que ya existieran agujeros negros supermasivos en los primeros momentos de la historia cósmica: habrían acelerado la formación de nuevas estrellas en el Universo temprano, incluso cuando crecían con sus galaxias. Un nuevo análisis de imágenes y datos obtenidos por el telescopio James Webb sugiere que los agujeros negros y las galaxias coexistieron […]
    Pablo Javier Piacente
  • La IA podría estar atrofiando poco a poco nuestros cerebros, según un nuevo estudio 16 febrero, 2024
    De la misma forma que el GPS de los smartphones ha dañado nuestro sentido de la cognición espacial y la memoria, según sugieren algunos estudios, la Inteligencia Artificial (IA) también podría afectar progresivamente nuestra capacidad para tomar decisiones de forma independiente, de acuerdo a una nueva investigación. La hipótesis plantea que los chatbots de IA […]
    Pablo Javier Piacente
  • El Metaverso surgió de la imaginación y se hizo real gracias al progreso tecnológico 16 febrero, 2024
    El Metaverso inició su recorrido en la ciencia ficción y se hizo real inspirado en novelas como “Snow Crash" de Neal Stephenson y apoyado en tecnologías que han posibilitado universos paralelos para la experiencia humana. La novela "Ready Player One" de Ernest Cline y su adaptación cinematográfica dirigida por Steven Spielberg, han desempeñado un papel […]
    Carlos Peña González (*)
  • Revelan el origen de la falla geológica de Seattle, una de las más peligrosas del mundo 15 febrero, 2024
    Los datos magnéticos sugieren que la falla de Seattle, en Estados Unidos, se formó hace 55 millones de años, cuando la mitad sur de una cadena de islas volcánicas en subducción se amontonó sobre el continente y se separó de otra parte de la estructura, "desgarrando" el borde de América del Norte.
    Pablo Javier Piacente
  • Gigantescos "huevos espaciales" podrían ayudarnos a descubrir civilizaciones extraterrestres 15 febrero, 2024
    Un elipsoide SETI es un enfoque geométrico que identifica una región del espacio con forma de huevo, dentro de la cual cualquier civilización inteligente habría logrado observar un evento astronómico significativo, como por ejemplo una supernova, basándose en el tiempo que tarda la luz en viajar a través del espacio. Ahora, un nuevo análisis muestra […]
    Pablo Javier Piacente
  • ¿Qué pasaría si viajáramos a la velocidad de la luz? 15 febrero, 2024
    La física dice que es imposible, pero soñamos con la posibilidad de viajar a la velocidad de la luz. En ese supuesto, el tiempo se dilataría y se alteraría nuestro campo de visión, pero la fuerza de la aceleración nos destruiría. Sin ayuda alguna, no podemos ir a más de 45 kilómetros por hora.
    Redacción T21
  • Nuevo hito en la tecnología cuántica 15 febrero, 2024
    Investigadores alemanes han logrado un avance en la tecnología cuántica al visualizar las posiciones tridimensionales de átomos individuales en un cristal de diamante. Este logro allana el camino para la visualización de moléculas individuales con una precisión atómica, lo que podría revolucionar la investigación y el diseño de materiales y fármacos. Con un poco de […]
    ST/T21
  • Los robots que atienden a pacientes llegan a los hospitales 9 febrero, 2024
    Robots diseñados para brindar comodidad a los pacientes de edad avanzada y aliviar su ansiedad, han sido probados con éxito en un hospital de París: saludan, responden a preguntas, comprenden conversaciones grupales y apoyan las tareas de enfermería.
    Redacción T21