¿Cómo surgió la vida en la Tierra? Los investigadores de Rutgers han encontrado entre la primera y quizás la única evidencia sólida de que los catalizadores de proteínas simples, esenciales para que funcionen las células, los componentes básicos de la vida, pueden haber existido cuando comenzó la vida.
Su estudio de un péptido primordial, o proteína corta, se publica en el Diario al de la American Chemical Society .
A finales de la década de 1980 y principios de la década de 1990, el químico Günter Wächtershäuser postuló que la vida comenzó en las rocas que contienen hierro y azufre en el océano. Wächtershäuser y otros predijeron que los péptidos cortos habrían unido metales y servido como catalizadores de la química que produce vida, según el coautor del estudio, Vikas Nanda, profesor asociado de la Escuela de Medicina Robert Wood Johnson de Rutgers.
El ADN humano consiste en genes que codifican proteínas que tienen una longitud de cientos a miles de aminoácidos. Estas proteínas complejas, necesarias para que todos los seres vivos funcionen correctamente, son el resultado de miles de millones de años de evolución.Cuando comenzó la vida, las proteínas probablemente eran mucho más simples, tal vez solo de 10 a 20 aminoácidos de largo. Con el modelado por computadora, los científicos de Rutgers han estado explorando cómo podrían haber sido los primeros péptidos y sus posibles funciones químicas, según Nanda.
Los científicos usaron computadoras para modelar una proteína corta de 12 aminoácidos y la probaron en el laboratorio. Este péptido tiene varias características impresionantes e importantes. Contiene solo dos tipos de aminoácidos en lugar de los 20 aminoácidos estimados que se sintetizan.millones de proteínas diferentes necesarias para funciones corporales específicas, es muy corto y podría haber surgido espontáneamente en la Tierra primitiva en las condiciones adecuadas. El cúmulo metálico en el núcleo de este péptido se asemeja a la estructura y la química de los minerales de hierro y azufre queeran abundantes en los primeros océanos de la Tierra. El péptido también puede cargar y descargar electrones repetidamente sin desmoronarse, según Nanda, miembro de la facultad residente del Centro de Tecnología y Medicina Avanzadas.
"Las proteínas modernas llamadas ferredoxinas hacen esto, transportando electrones alrededor de la célula para promover el metabolismo", dijo el autor principal, el profesor Paul G. Falkowski, que dirige el Laboratorio de Ecología Molecular y Biofísica Ambiental de Rutgers. "Un péptido primordial como el que estudiamos puedehan cumplido una función similar en los orígenes de la vida "
Falkowski es el investigador principal de un proyecto ENIGMA financiado por la NASA dirigido por científicos de Rutgers que tiene como objetivo comprender cómo evolucionaron los catalizadores de proteínas al comienzo de la vida. Nanda lidera un equipo que caracterizará todo el potencial del péptido primordial y continuará desarrollándoseotras moléculas que pueden haber desempeñado papeles clave en los orígenes de la vida.
Con las computadoras, los científicos de Rutgers han destruido y disecado casi 10,000 proteínas y han identificado cuatro "Legos de la vida" - estructuras químicas centrales que pueden apilarse para formar innumerables proteínas dentro de todos los organismos. El pequeño péptido primordial puede ser un precursor deLegos de vida más largos, y los científicos ahora pueden realizar experimentos sobre cómo estos péptidos pueden haber funcionado en la química de la vida temprana.
Los coautores del estudio son John Dongun Kim, investigador postdoctoral y estudiante graduado Douglas H. Pike. Otros autores incluyen Alexei M. Tyryshkin y GVT Swapna, científicos del personal; Hagai Raanan, investigador postdoctoral; y Gaetano T. Montelione, Jeromey Lorraine Aresty Chair y distinguida profesora en el Departamento de Biología Molecular y Bioquímica. También es miembro residente de la facultad en el Centro de Tecnología y Medicina Avanzadas.
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Materiales proporcionado por Universidad de Rutgers . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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