Biología Nuevos e intrigantes indicios sobre el origen de la vida en la Tierra

Los resultados obtenidos hasta ahora en una apasionante línea de investigación respaldan la idea de que 10 aminoácidos, que se cree que ya existían en la Tierra hace unos 4.000 millones de años, pudieron por sí solos formar proteínas con la capacidad de plegarse en un entorno muy salino. Proteínas “halófilas” como esas quizá pudieron proporcionar actividad metabólica suficiente para que, hace entre 3.500 y 3.900 millones de años, surgieran los primeros organismos del planeta calificables como vivos.

Teniendo en cuenta la gran complejidad química del ADN, muchos biólogos consideran que las probabilidades de que surgiera espontáneamente a partir de la sopa prebiótica que existió en la Tierra primitiva, son muy escasas. El ARN, más simple, puede que durante un tiempo fuese el único transmisor del código genético, como antecesor del ADN. Según la hipótesis del “Mundo de ARN”, en la Tierra apareció primero el ARN, sirviendo tanto como material de almacenamiento de la información genética como de molécula orgánica catalizadora de reacciones químicas.

Sin embargo, el ARN resulta aún muy complejo, por lo que la comunidad científica sigue abierta a encontrar precursores más simples que pudieran haber sido el primer eslabón hacia la evolución bioquímica que permitió forjar la vida tal como la conocemos hoy.

Sin la capacidad de plegarse, las proteínas no serían capaces de formar las estructuras específicas que son esenciales para funciones que hacen posible la vida tal y como la conocemos. El plegado permite que las proteínas asuman una forma globular con la cual pueden interactuar con otras proteínas, llevar a cabo reacciones químicas específicas, y adaptarse para permitir a los organismos explotar un entorno determinado.

Fragmentos de meteoritos y de cometas han aportado indicios firmes de la llegada de aminoácidos a la Tierra. Algunos de esos objetos albergando aminoácidos tienen una edad superior a la de la Tierra, y por ello cabe plantearse la posibilidad de que objetos de esa clase fuesen los que trajeron a la Tierra un conjunto de 10 aminoácidos prebióticos (anteriores al surgimiento de la vida), cuyos orígenes se remontan a la época de la formación de nuestro sistema solar.

Hoy en día, el cuerpo humano utiliza 20 aminoácidos comunes para fabricar todas sus proteínas. Diez de ellos surgieron mediante vías biosintéticas (la forma en la que evolucionan los sistemas vivos). Los otros diez (el conjunto prebiótico) pueden ser creados mediante reacciones químicas, sin necesidad de ningún sistema vivo o vía biosintética, y sin necesitar siquiera nuestro planeta como escenario.

 

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La primera estructura calificable como forma de vida debió ser extraordinariamente simple. (Imagen artística: Amazings / NCYT / JMC)

 

Los resultados obtenidos por el equipo de Michael Blaber, biólogo estructural en la Universidad Estatal de Florida, indican que el citado conjunto de aminoácidos producidos por procesos químicos simples es capaz de posibilitar la producción de proteínas con la capacidad de plegarse. Esto respalda la idea de un escenario de la vida donde el primer componente clave en emerger fue un conjunto de proteínas primigenias.

Otra teoría muy aceptada sostiene que un ambiente de altas temperaturas como los entornos poblados por formas de vida termófilas, un ejemplo de los cuales son las fumarolas hidrotermales de las profundidades oceánicas, pudo ser la cuna del origen de la vida.

Por regla general, se ha considerado que la vida (parte de ella) se adaptó al entorno halófilo, y no que la vida surgió en él, adaptándose luego a los otros medios. Sin embargo, en la investigación del equipo de Blaber sobre los aminoácidos prebióticos y la formación de proteínas con una adecuada capacidad de plegarse, se han hallado indicios bastante firmes que sugieren lo opuesto.

El laboratorio de Blaber ha conseguido identificar pequeños péptidos que pueden ensamblarse espontáneamente para formar arquitecturas proteicas específicas y complejas. Su reciente trabajo ha explorado si esos péptidos pueden estar formados por sólo los 10 aminoácidos prebióticos y todavía plegarse. El equipo de Blaber ha obtenido proteínas con la capacidad de plegarse a partir de tan sólo 12 aminoácidos. Ahora sólo falta intentarlo con 11, y si se logra, con 10.

Si finalmente la teoría de Blaber se valida, los científicos podrían tener que replantearse sus creencias sobre dónde y cómo comenzó la vida en la Tierra.

Jihun Lee (ahora en los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos) y Liam Longo también han trabajado en esta investigación.

 

 

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