Tendencias21
La clave del origen de la vida puede estar en el ARN primitivo

La clave del origen de la vida puede estar en el ARN primitivo

Una investigación ha comprobado en laboratorio que el ARN se autorreplica en condiciones parecidas a las de las fuentes hidrotermales: un requisito clave para la química prebiótica.

Las formas de vida más antiguas sobre la Tierra son posibles microorganismos cuyos fósiles fueron descubiertos en rocas formadas en antiguas fuentes hidrotermales.

Una nueva investigación de la Universidad Ludwig Maximilian de Munich (LMU) abunda ahora en esta teoría: ha comprobado que el ARN puede replicarse por sí solo en condiciones que pueden haber prevalecido dentro de este tipo de rocas hace más de 4.000 millones de años.

En consecuencia, plantea que los respiraderos hidrotermales podrían haber albergado los primeros eventos bioquímicos que llevaron al comienzo de la vida en la Tierra.

Protagonismo del ARN

Una teoría para el origen de la vida propone que los primeros pasos bioquímicos fueron desarrollados por el ácido ribonucleico (ARN), un primo molecular del ADN.

Es un ácido nucleico que se encarga de trasladar la información genética del ADN con el fin de sintetizar las proteínas según las funciones y características de la vida. Está presente en el citoplasma de las células primitivas.

El ARN es una molécula más simple que el ADN y las proteínas, por lo que hace tiempo se sospecha que fue precursor de la vida en nuestro planeta: pudo ser el origen de las células primitivas y la molécula a partir de la cual habría evolucionado el sistema genético que conocemos en la actualidad.

Cadenas cortas

Según explica al respecto  el investigador Dieter Braun en la revista Physics, las reacciones que involucran ARN solo pueden crear copias cortas de cadenas de ARN.

El nuevo estudio demuestra que esta replicación puede ocurrir en un entorno de laboratorio que imita un pequeño poro en una roca calentada volcánicamente, un escenario presumiblemente común en la Tierra primitiva.

Los investigadores colocaron ARN en una pequeña cámara con regiones frías y calientes y observaron movimientos moleculares que ayudaron a impulsar múltiples ciclos de replicación de ARN.

El número de hebras de ARN aumentó hasta 200.000 veces, lo que sugiere que esta química de ARN pudo haber sido un trampolín para construir biomoléculas más complejas en el entorno de la Tierra prebiótica.

Cuestión de temperatura

En la superficie de la Tierra, las temperaturas no suelen aumentar rápidamente en el tiempo, pero hay configuraciones geológicas en las que la temperatura varía abruptamente en el espacio.

Braun y sus colegas probaron si el gradiente de temperatura podría impulsar la replicación de ARN. El equipo colocó una solución de ribozimas (ARN con actividad catalítica) y una variedad de piezas de ARN en una cámara con forma de disco de 5 mm de diámetro.

Crearon un gradiente de temperatura pronunciado al calentar el centro de la cámara con un láser. Las variaciones de temperatura indujeron dos tipos de flujos que propiciaron la duplicación de las moléculas de ARN y provocaron un crecimiento exponencial del número de hebras de esta molécula: esta autorreplicación se considera un requisito clave para la química prebiótica.

Lo más plausible

Thomas Cech, un bioquímico de la Universidad de Colorado, Boulder, citado por la mencionada revista (que no participó en esta investigación), ve un progreso importante en este desarrollo.

«Los experimentos de autorreplicación de ARN generalmente se realizan en condiciones de laboratorio controladas, en la que todos los ingredientes moleculares están en equilibrio, homogéneos y bien mezclados», dice.

Los investigadores han realizado la química del ARN en un entorno más variable que probablemente esté más cerca de las condiciones del origen de la vida, destaca.

«A medida que el entorno se hace posiblemente más realista, la autorreplicación de ARN se vuelve más plausible» como precursor del origen de la vida en la Tierra, concluye Cech.

La nueva investigación arroja luz sobre viejas cuestiones pendientes: ¿Qué procesos permitieron que la materia no viva generara sistemas capaces de replicación, mutación y selección, que son las características de la evolución biológica? ¿Cómo pudo establecerse una vida molecular tan temprana? El ARN podría ser la clave, según la nueva investigación.

Referencia

Thermal Habitat for RNA Amplification and Accumulation. Annalena Salditt et al. Phys. Rev. Lett. 125, 048104, 24 July 2020. DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.048104

 

 

Foto: Respiraderos hidrotermales como este en el suroeste del Océano Pacífico podrían haber albergado los primeros eventos bioquímicos que llevaron al comienzo de la vida en la Tierra. Imagen: ROV ROPOS, Instituto Schmidt Ocean.

 

Eduardo Martínez de la Fe

Eduardo Martínez de la Fe, periodista científico, es el Editor de Tendencias21.

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Las mariposas pueden viajar a través de océanos enteros con la ayuda del viento 8 julio, 2024
    Un nuevo estudio ha demostrado que la mariposa dama pintada (Vanessa cardui) puede cruzar el segundo océano más grande del mundo, el Atlántico, con la ayuda de los vientos. Logra cubrir 4.200 kilómetros en tan solo 5 a 8 días. Sin el empuje de los vientos, los insectos solo habrían alcanzado unos 780 kilómetros antes […]
    Pablo Javier Piacente
  • El material orgánico de Marte revela el origen de la vida en la Tierra 8 julio, 2024
    Los científicos han descubierto que el dióxido de carbono en interacción con la luz solar ultravioleta reaccionó para conformar una niebla de moléculas de carbono, que se precipitaron sobre la superficie de Marte y dieron origen de esta forma al material orgánico identificado en el Planeta Rojo. El hallazgo podría ayudarnos a revelar cómo terminaron […]
    Pablo Javier Piacente
  • Cumbre mundial de física nuclear en Barcelona 8 julio, 2024
    La Universidad de Barcelona acoge esta semana una cumbre mundial de física nuclear y hadrónica para debatir las posibilidades de los núcleos atómicos para desvelar los misterios que rodean a los componentes esenciales de la materia cósmica.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Los perros que viven cerca de Chernóbil son genéticamente únicos 7 julio, 2024
    Un nuevo estudio sugiere que los perros que viven en las cercanías de la zona donde ocurrió el desastre nuclear de Chernóbil en 1986 han desarrollado variaciones genéticas únicas, que los diferencian notablemente de otras poblaciones de la misma especie. Además, los científicos creen que existen cambios en el impacto genético de acuerdo a la […]
    Pablo Javier Piacente
  • Los neandertales se extinguieron por hacer el amor, y no la guerra 6 julio, 2024
    Una nueva investigación sugiere que tener sexo con el Homo sapiens habría terminado con los neandertales, y no grandes guerras o enfrentamientos con animales feroces. Al parecer, el mestizaje con nuestros ancestros podría haber dado como resultado que muy pocos neandertales se cruzaran entre sí, lo que los llevó a la extinción.
    Pablo Javier Piacente
  • Algo invisible podría esconderse bajo la superficie de la Luna 5 julio, 2024
    Las extrañas estructuras arremolinadas de origen magnético que se han descubierto en la Luna y que aún no tienen explicación, podrían crearse a partir de la actividad de algo desconocido que existe en el interior del satélite: un nuevo estudio intenta determinar qué podría ser exactamente lo que está oculto bajo la superficie lunar y […]
    Pablo Javier Piacente
  • Las explosiones solares extremas combinadas con un campo magnético débil podrían ser un gran peligro para la Tierra 5 julio, 2024
    Los científicos advierten que en momentos en que el campo magnético de la Tierra es débil, las tormentas solares muy intensas podrían tener un efecto dramático para la vida en todo el planeta. Aunque no es posible saber cuándo podría concretarse esta combinación mortal, indican que es necesario estar alertas durante el máximo solar o […]
    Pablo Javier Piacente
  • Se crea el primer acceso gratuito a la superficie lunar 5 julio, 2024
    Un software de código abierto llamado Moonindex facilita a los científicos una herramienta gratuita para explorar el posible uso de los recursos minerales de la Luna en futuras misiones espaciales y para identificar sitios de aterrizaje adecuados.
    Redacción T21
  • Crean el primer robot organoide con materia cerebral humana 4 julio, 2024
    Un sistema de interfaz cerebro-ordenador desarrollado en China combina la materia cerebral humana con un chip para crear un robot híbrido: se trata de un organoide creado en base a células madre en un entorno controlado de laboratorio, que interactúa con electrodos para llevar adelante funciones cerebrales básicas.
    Pablo Javier Piacente
  • Una pierna biónica puede ser controlada por el cerebro y hasta permite escalar o bailar 4 julio, 2024
    Los investigadores han desarrollado una nueva pierna protésica que se puede controlar a través de señales cerebrales: permite caminar a velocidades máximas equivalentes a las personas sin amputación, además de realizar excursiones, escalar y hasta bailar. Se trata de la primera prótesis con estas características que puede ser controlada totalmente por el sistema nervioso del […]
    Pablo Javier Piacente