La evolución biológica fue precedida por una larga fase de evolución química durante la cual los precursores de biopolímeros se acumularon. Los químicos de Ludwig-Maximilians-Universitaet LMU en Munich han descubierto un mecanismo eficiente para la síntesis prebiótica de una clase vital de tales compuestos.
¿Cómo se originó la vida en la Tierra y cuáles fueron sus componentes químicos? Una posible fuente de respuestas a estas preguntas se puede encontrar en el espacio exterior. En la superficie de los cometas, los científicos planetarios han detectado moléculas orgánicas simples que también podrían haber estado disponiblesen la Tierra joven, ya sea porque estaban presentes en el material a partir del cual se formó nuestro planeta o posteriormente fueron entregados por cometas o meteoritos. El químico de la UGL Thomas Carell y los miembros de su grupo de investigación ahora han demostrado que, bajo las condiciones que prevalecieron enEn la Tierra joven, estas moléculas simples podrían haber servido como precursores para la síntesis de una clase de moléculas que es una parte integral de todas las formas de vida en la Tierra. Además, han validado un mecanismo de reacción plausible para la producción de estos compuestosLos nuevos hallazgos aparecen en la revista líder. ciencia .
Antes de que los sistemas autorreplicantes pudieran ensamblarse, la química prebiótica debe haber dado lugar a las subunidades que forman la base de los biopolímeros complejos que se encuentran en todos los organismos modernos: las proteínas y los ácidos nucleicos que especifican sus estructuras. Desafortunadamente, pocose sabe acerca de la gama de pequeños compuestos orgánicos que estaba presente en la Tierra joven. Sin embargo, los descubrimientos recientes realizados por la misión Rosetta de la Agencia Espacial Europea al cometa 67 / P / Churyumov-Gerasimenko nos han dado algunas pistas nuevas. Cuando el módulo de aterrizaje de RosettaPhilae hizo contacto por primera vez con la superficie del cometa, rebotó y el polvo se introdujo en su espectrómetro de masas. El análisis resultante permitió a los científicos de la misión identificar 16 compuestos orgánicos simples en la muestra. Además del agua y el monóxido de carbono, el catálogo incluía un númerode componentes que contienen nitrógeno, como la formamida y el cianuro de hidrógeno.
"Hemos buscado formas en que estas sustancias muy simples podrían haber dado lugar a los complejos componentes orgánicos de la vida en condiciones similares a las que se cree que existieron en la Tierra joven. En particular, estábamos interesadosen la síntesis de componentes clave del ARN ", explica Carell. El origen del ARN es fundamental para la comprensión de la química prebiótica. Esto se debe a que el ARN es potencialmente capaz de catalizar su propia síntesis y facilitar varias otras reacciones bioquímicas, y también posee la capacidadpara almacenar información genética. Un análisis preliminar de posibles rutas sintéticas llevó al equipo de LMU a un esquema de reacción, la llamada vía FaPy, que podría haber permitido que se formaran purinas en condiciones prebióticas. Dos de los cinco tipos de bases de nucleótidos quecodifican la información genética almacenada en el ARN y el ADN, son purinas, también forman parte de las moléculas ATP y GTP, que sirven como fuentes de energía para la reacción bioquímicasy como interruptores moleculares en el control de la función de la proteína.
La vía FaPy comienza con la unión de la formamida a las aminopirimidinas, anillos que contienen nitrógeno que pueden ser producidos por una serie de reacciones entre las moléculas de cianuro de hidrógeno y están estrechamente relacionadas con las otras tres bases que se encuentran en los ácidos nucleicos.se convierten en formamidopirimidinas, de ahí el acrónimo FaPy para la vía en su conjunto. Una secuencia posterior de pasos de reacción convierte las formamidopiridinas en las purinas adenina y guanina, y varios de sus derivados biológicamente importantes ". Alrededor del 70% de los productos de la vía FaPy sonLas purinas, con adenosina, una subunidad importante de ARN, representan alrededor del 20%. Con el mecanismo FaPy, hemos descubierto una vía sintética que proporciona componentes bioquímicos centrales de la vida con alto rendimiento y con alta especificidad ", explica Carell."Por lo tanto, el mecanismo FaPy constituye un escenario comprobado experimentalmente que puede explicar cómo pudo haber procedido el proceso de evolución química durantee fase previa a la formación de las primeras células ".
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Materiales proporcionado por Ludwig-Maximilians-Universität München . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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