En 1924, el bioquímico ruso Alexander Oparin afirmó que la vida en la Tierra se desarrolló a través de cambios químicos graduales de moléculas orgánicas, en la "sopa primordial" que probablemente existió en la Tierra hace cuatro mil millones de años. En su opinión, la compleja combinación de moléculas sin vida,unir fuerzas dentro de pequeñas gotas aceitosas, podría asumir facultades vitales: autorreplicación, selección y evolución. Estas ideas fueron recibidas con considerables dudas, que aún hoy pertenecen.
Treinta años después, cuando se descifró la estructura del ADN, se dio cuenta de que esta molécula es capaz de autorreplicarse, aparentemente resolviendo el enigma del origen de la vida sin recurrir a las gotas de Oparin. Pero los críticos argumentaron que la vida requiere no solo replicadores, sino tambiéncatalizadores enzimáticos para controlar el metabolismo. Pasaron otros 30 años antes del descubrimiento de que el ARN, componente clave en la transferencia de información del ADN a las proteínas, también puede ser una enzima. Así es como nació el concepto de "Mundo ARN", por lo que la vida comenzó cuandola sopa primordial dio a luz a una ribozima, que puede replicar y controlar el metabolismo.
A pesar de estas dudas persistieron, porque un ribosoma replicante es una molécula altamente compleja, con una probabilidad insignificante de aparición espontánea en la sopa. Esto condujo a un concepto alternativo: redes mutuamente catalíticas, que permiten copiar conjuntos moleculares enteros. Esta idea resuenaLa compleja combinación en evolución de Oparin de moléculas simples, cada una con una alta probabilidad de aparición en la sopa. Lo que quedaba era generar un modelo químico detallado que ayudara a apoyar tal narrativa.
El Prof. Doron Lancet y sus colegas del Instituto de Ciencia Weizmann, Departamento de Genética Molecular idearon dicho modelo. Primero, era necesario identificar el tipo apropiado de moléculas, que pueden acrecentarse juntas y formar efectivamente redes de mutuasinteracciones, en línea con las gotas de Oparin. Lancet propuso lípidos, compuestos oleosos que forman espontáneamente las membranas agregadas que encierran todas las células vivas. Las burbujas de lípidos vesículas pueden crecer y dividirse de manera muy parecida a las células vivas. Así es como Lancet generó el concepto "Mundo de lípidos"hace dos décadas.
Para analizar las redes moleculares invocadas, han utilizado herramientas de biología de sistemas y química computacional, que permiten infundir rigor en el concepto algo efímero de redes mutuamente catalíticas.
Primero abordan en detalle la pregunta persistente de cómo los ensamblajes de lípidos pueden almacenar y transmitir información de una generación dividida en crecimiento a otra. Llegan a una noción hasta ahora raramente explorada de que lo que se propaga es información de composición y se muestra por computadora detalladasimula cómo sucede esto. Además, indican una profunda similitud de tal composición copiando la forma en que las células vivas en crecimiento y proliferación conservan su información epigenética, que es independiente de la replicación del ADN.
En un artículo que acaba de aparecer en el Revista de la interfaz de la Royal Society Lancet y sus colegas informan una extensa encuesta bibliográfica, que muestra que los lípidos pueden ejercer una catálisis similar a la enzima, similar a las ribozimas. Esta es una propiedad crucial para formar las redes de interacción mutua. Posteriormente, los autores muestran, utilizando las herramientas de biología de sistemas y computacionalquímica, que las gotas aceitosas pueden acumular y almacenar información de composición, y cuando se someten a fisión, transmiten la información a la progenie.
Según el modelo informático que desarrollaron, los científicos demostraron que las composiciones lipídicas específicas, llamadas "composomas", pueden sufrir mutaciones compositivas, estar sujetas a una selección natural en respuesta a los cambios ambientales e incluso someterse a una selección darwiniana. El profesor Lancet comenta quedicho sistema de información, que se basa en composiciones y no en la secuencia de "letras" químicas como en el ADN, recuerda el ámbito de la epigenética, donde los rasgos se heredan independientemente de la secuencia de ADN. Esto da crédito a la suposición de los científicosque la vida podría surgir antes de la llegada del ADN y el ARN. En su artículo, de hecho, delinean un camino químico que conduce a la aparición de material genético en el marco de las gotas aceitosas.
El concepto del "Mundo de los lípidos" de Lancet depende de la cuestión de si había suficientes moléculas de "odio al agua" similares al aceite en la sopa primordial. Aquí también, los científicos describen una búsqueda exhaustiva de literatura, según la cual hay una alta probabilidadpara que tales moléculas estén presentes en la Tierra primitiva. Esta conclusión fue reforzada por un estudio muy reciente que muestra que Encelado, una de las lunas de Saturno, tiene un océano subglacial océano primordial repleto de compuestos que "odian el agua", algunos de los cuales podríanforma gotas de lípidos de tipo mundial El profesor Lancet sostiene que estos hallazgos, junto con cálculos innovadores basados en modelos, muestran que la probabilidad de aparición de la vida es relativamente alta, incluida la emocionante posibilidad de que Encelado albergue algunas formas de vida basadas en lípidos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Weizmann . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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