Los químicos del Instituto de Investigación Scripps TSRI han desarrollado una nueva teoría fascinante sobre cómo pudo haber comenzado la vida en la Tierra.
Sus experimentos, descritos hoy en la revista Comunicaciones de la naturaleza , demuestre que las reacciones químicas clave que sustentan la vida hoy en día podrían haberse llevado a cabo con ingredientes probablemente presentes en el planeta hace cuatro mil millones de años.
"Esta fue una caja negra para nosotros", dijo Ramanarayanan Krishnamurthy, PhD, profesor asociado de química en TSRI y autor principal del nuevo estudio. "Pero si te enfocas en la química, las preguntas sobre los orígenes de la vida se vuelven menos desalentadoras"
Para el nuevo estudio, Krishnamurthy y sus coautores, que son todos miembros de la Fundación Nacional de Ciencias / Centro Nacional de Aeronáutica y Administración Espacial para la Evolución Química, se centraron en una serie de reacciones químicas que conforman lo que los investigadores denominan ácido cítricociclo.
Cada organismo aeróbico, desde flamencos hasta hongos, se basa en el ciclo del ácido cítrico para liberar la energía almacenada en las células. En estudios anteriores, los investigadores imaginaron la vida temprana usando las mismas moléculas para el ciclo del ácido cítrico que la vida usa hoy. El problema con esoEl enfoque, explica Krishnamurthy, es que estas moléculas biológicas son frágiles y las reacciones químicas utilizadas en el ciclo no habrían existido en los primeros mil millones de años de la Tierra; los ingredientes simplemente todavía no existían.
Los líderes del nuevo estudio comenzaron con las reacciones químicas primero. Escribieron la receta y luego determinaron qué moléculas presentes en la Tierra primitiva podrían haber funcionado como ingredientes.
El nuevo estudio describe cómo dos ciclos no biológicos, llamados ciclo HKG y ciclo malonato, podrían haberse unido para poner en marcha una versión cruda del ciclo del ácido cítrico. Los dos ciclos usan reacciones que realizan el mismoquímica fundamental de los cetoácidos a y cetoácidos b como en el ciclo del ácido cítrico. Estas reacciones compartidas incluyen adiciones de aldol, que aportan nuevas moléculas fuente a los ciclos, así como descarboxilaciones beta y oxidativas, que liberan las moléculas como dióxido de carbono CO 2 .
Mientras realizaban estas reacciones, los investigadores descubrieron que podían producir aminoácidos además de CO 2 que también son los productos finales del ciclo del ácido cítrico. Los investigadores piensan que a medida que las moléculas biológicas como las enzimas estuvieron disponibles, podrían haber llevado a la sustitución de moléculas no biológicas en estas reacciones fundamentales para hacerlas más elaboradas y eficientes.
"La química podría haber permanecido igual con el tiempo, fue solo la naturaleza de las moléculas lo que cambió", dice Krishnamurthy. "Las moléculas evolucionaron para ser más complicadas con el tiempo en función de lo que la biología necesitaba".
"El metabolismo moderno tiene un precursor, una plantilla que no era biológica", agrega Greg Springsteen, PhD, primer autor del nuevo estudio y profesor asociado de química en la Universidad de Furman.
Hacer que estas reacciones sean aún más plausibles es el hecho de que en el centro de estas reacciones hay una molécula llamada glioxilato, que según los estudios podría haber estado disponible en la Tierra primitiva y es parte del ciclo del ácido cítrico hoy llamado "derivación de glioxilato ociclo".
Krishnamurthy dice que se necesita hacer más investigación para ver cómo estas reacciones químicas podrían haberse vuelto tan sostenibles como lo es hoy el ciclo del ácido cítrico.
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Materiales proporcionados por Instituto de Investigación Scripps . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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