Comparación entre el ARN monocatenario (l.) y la hélice de ADN bicatenario (illu.). Copyright: Sponk (vía WikimediaCommons) / CC BY-SA 3.0

Comparación entre el ARN monocatenario (l.) y la hélice de ADN bicatenario (illu.).

Alachua (EE.UU.) – La cuestión de cómo pudo surgir la vida en la Tierra simplemente a partir de la presencia de diferentes ingredientes químicos combinándolos en moléculas complejas siempre ha dividido a los científicos. Ahora los biólogos moleculares presentan una respuesta asombrosamente sencilla y muestran cómo el ácido ribonucleico (ARN/ARN), la presunta biomolécula predecesora del portador de la información genética, podría haber surgido espontáneamente en la Tierra primitiva. El hallazgo también podría tener implicaciones para la cuestión de la vida en Marte.

Como ha publicado recientemente el equipo de científicos dirigido por Elisa Biondi, de la «Fundación para la Evolución Molecular Aplicada», en la revista científica «Astrobiología» (DOI: 10.1089/ast.2022.0027) informa, el ARN se forma casi espontáneamente en el vidrio de lava basáltica, que estaba presente en toda la Tierra primitiva, y también en el joven Marte. Así, mientras que otros modelos requieren complejas condiciones y procesos químicos previos, la observación de los investigadores presenta un escenario casi maravillosamente sencillo de cómo pudo surgir la vida en la Tierra.

Como demuestran Biondi y su equipo, se forman largas moléculas de ARN de entre 100 y 200 nucleótidos cuando los trifosfatos de nucleósidos (NTP) se filtran a través del vidrio basáltico.

De hecho, este cristal estuvo presente en todo momento en la Tierra. «Durante varios cientos de millones de años después de la formación de la Luna, los impactos repetidos y el vulcanismo presente en muchos lugares del joven planeta formaron lava basáltica fundida y, por tanto, la fuente de vidrio basáltico», explica Stephen Mojzsis, que participó en el estudio. «Además, los numerosos impactos evaporaron el agua y, por tanto, proporcionaron aguas subterráneas en las que se pudo formar el ARN».

Estos fueron los mismos impactos que trajeron el níquel a la Tierra, que los investigadores pudieron demostrar que libera trifosfatos de nucleósidos (moléculas orgánicas formadas por una nucleobase y una pentosa) y activa los fosfatos, que también se encuentran en el vidrio de lava. Además, en el basalto también se forman boratos, que a su vez controlan la formación de trifosfatos.

Estos impactos, que también crearon el vidrio, también redujeron temporalmente la atmósfera de los núcleos de hierro-níquel. Las bases de ARN, cuyas secuencias pueden almacenar información genética, se forman precisamente bajo estas atmósferas. El equipo ya había podido demostrar que los nucleósidos se forman por una simple reacción entre los fosfatos de ribosa y las bases de ARN.

«La belleza de este modelo es su sencillez. Lo puede comprobar cualquier estudiante de secundaria», comenta Jan Špaček sobre las nuevas observaciones.

El propio Špaček no participó en el estudio, pero está desarrollando instrumentos para buscar polímeros genéticos extraterrestres en Marte. «Todo lo que hay que hacer es mezclar dichos ingredientes, esperar unos días y luego detectar el ARN».

Las mismas rocas también resuelven otras paradojas de la formación del ARN a lo largo del mismo camino desde las moléculas orgánicas simples hasta el primer ARN. «Por ejemplo, los boratos controlan la formación de ribosa, la ‘R’ del ARN», añade Steven Benner, coautor del estudio. «Esta vía de formación comienza con carbohidratos simples, como los que pueden haberse formado en la atmósfera de la Tierra primitiva. Estos fueron estabilizados por el dióxido de azufre volcánico, llovieron sobre la superficie y formaron almacenes de minerales orgánicos aquí».

De este modo, el nuevo modelo describe una vía de evolución del ARN que comienza con pequeñas moléculas orgánicas que, con toda seguridad, ya estaban presentes en la Tierra primitiva.

«Sin embargo, quedan importantes preguntas sin respuesta», señala Benner: «Todavía no sabemos cómo todos los bloques de construcción del ARN llegaron a desarrollar la misma forma básica, una relación conocida como homociralidad». Lo mismo ocurre con las conexiones entre nucleótidos. También ellos pueden resultar diferentes como resultado de la síntesis de materiales en el vidrio basáltico. Todavía no está claro cómo ocurre esto.

Sin embargo, el descubrimiento actual no sólo tiene que ver con la joven Tierra y la vida aquí. Las mismas preguntas se plantean ahora para Marte, ya que aquí también existen los mismos minerales, vidrios e impactos desde tiempos inmemoriales. «Sin embargo, en Marte no hay desplazamiento de las placas continentales ni tectónica de placas, por lo que la mayoría de las rocas de la Tierra que tienen más de 4.000 millones de años ya han desaparecido aquí de nuevo. Esto significa que esas rocas prehistóricas aún pueden encontrarse en Marte. Las recientes misiones a Marte han demostrado que todos los ingredientes necesarios para la formación simple descrita del ARN están presentes en Marte.

«Así que si la vida surgió en la Tierra de esta forma tan sencilla, podría haber surgido muy fácilmente en Marte», concluye Benner. «

Esto es precisamente lo que hace más importante que busquemos vida en Marte».

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