El ADN, el material hereditario, puede haber aparecido en la Tierra antes de lo que se suponía hasta ahora. Ludwig-Maximilians-Universitaet LMU en Munich, químicos dirigidos por Oliver Trapp, muestran que una vía de reacción simple podría haber dado lugar a subunidades de ADN en la TierraTierra primitiva.
¿Cómo se formaron los bloques de construcción de la vida en la Tierra primitiva? Hasta ahora, solo hay respuestas parcialmente satisfactorias disponibles para esta pregunta. Sin embargo, una cosa está clara: el proceso de evolución biológica que ha dado lugar a la diversidad dela vida en nuestro planeta debe haber sido precedida por una fase de evolución química. Durante esta etapa 'prebiótica', las primeras moléculas poliméricas capaces de almacenar información y reproducirse fueron ensambladas aleatoriamente a partir de precursores orgánicos que estaban disponibles en la Tierra primitiva.Los replicadores evolucionaron posteriormente a los ácidos nucleicos informativos macromoleculares, ADN y ARN, que se convirtieron en la base de todas las formas de vida en nuestro planeta.
Durante miles de millones de años, el ADN ha sido el principal portador de información hereditaria en organismos biológicos. Las cadenas de ADN están formadas por cuatro tipos de subunidades químicas, y la información genética que contiene está codificada en la secuencia lineal de estos 'nucleósidos'.Además, las cuatro subunidades comprenden dos pares complementarios. Las interacciones entre dos cadenas con secuencias complementarias son responsables de la formación de la famosa doble hélice, y juegan un papel crucial en la replicación del ADN. El ARN también tiene funciones vitales en la replicación del ADN y en eltraducción de secuencias de nucleótidos en proteínas.
¿Cuál de estos dos tipos de ácido nucleico vino primero? La respuesta unánime a esa pregunta hasta ahora era ARN. Los modelos plausibles que explican cómo las moléculas de ARN podrían haberse sintetizado a partir de compuestos precursores en entornos prebióticos se propusieron por primera vez hace décadas, y han sidodesde entonces recibió un importante apoyo experimental. Además, su versatilidad conformacional permite que el ARN almacene información y actúe como un catalizador. Estas ideas han llevado a la idea de un "mundo de ARN" que precedió la aparición del ADN, que ahora está bien establecido entreespecialistas ¿Cómo se sintetizaron las primeras subunidades de ADN? La opinión generalmente aceptada es que este proceso fue catalizado por una enzima, una biomolécula relativamente compleja cuya aparición habría requerido millones de años de evolución.
Pero ahora un equipo de químicos dirigido por el profesor Oliver Trapp de LMU ha propuesto un mecanismo mucho más directo para la síntesis de subunidades de ADN a partir de compuestos orgánicos que habrían estado presentes en un entorno prebiótico. "La vía de reacción es relativamente simple", diceTrapp, lo que sugiere que bien podría haberse realizado en un entorno prebiótico. Por ejemplo, no requiere variaciones en los parámetros de reacción, como la temperatura. En los experimentos de Trapp, los ingredientes necesarios son agua, un pH ligeramente alcalino y temperaturas de entre 40y 70 ° C.En tales condiciones, se alcanzan velocidades de reacción y rendimientos de producto adecuadamente altos, con alta selectividad y estereoquímica correcta.
Cada una de las subunidades de nucleósidos que se encuentran en el ADN está formada por una base que contiene nitrógeno y un azúcar llamado desoxirribosa. Hasta ahora, se pensaba que los desoxinucleósidos solo podían sintetizarse en condiciones prebióticas mediante el acoplamiento directo de estos dos, preformados,- componentes juntos. Pero nunca se había propuesto un mecanismo no enzimático plausible para tal paso. La característica esencial de la nueva vía, como explica Trapp, es que el azúcar no está vinculado a la base en un solo paso.se construye sobre la base preformada mediante una breve secuencia de pasos de reacción que involucran moléculas orgánicas simples como el acetaldehído y el gluceraldehído. Además, los investigadores de la LMU han identificado una segunda familia de posibles precursores de ADN en la que el resto desoxirribosa se reemplaza por otro diferenteazúcar.
Según los autores del estudio, estos resultados sugieren que las primeras moléculas de ADN podrían haber aparecido en paralelo con el ARN, hace unos 4 mil millones de años. Esto significaría que las moléculas de ADN surgieron alrededor de 400 millones de años antes de lo que se pensaba anteriormente.
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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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