Investigadores de la Universidad de Tokio han sido capaces por primera vez de crear una molécula de ARN que se replica, diversifica y desarrolla complejidad, siguiendo la evolución darwiniana. Esto ha proporcionado la primera evidencia empírica de que las moléculas biológicas simples pueden conducir a la aparición de complejossistemas realistas.
La vida tiene muchas preguntas importantes, entre ellas, ¿de dónde venimos? Tal vez hayas visto las camisetas con imágenes que van de mono a humano a oficinista cansado. Pero, ¿qué tal si de una molécula simple a una célula compleja aDurante varias décadas, una hipótesis ha sido que las moléculas de ARN que son vitales para las funciones celulares existieron en la Tierra primitiva, posiblemente con proteínas y otras moléculas biológicas. Luego, hace unos 4 mil millones de años, comenzaron a autorreplicarse y desarrollarse a partir deuna sola molécula simple en diversas moléculas complejas. Este cambio paso a paso posiblemente eventualmente condujo al surgimiento de la vida tal como la conocemos: una hermosa variedad de animales, plantas y todo lo demás.
Aunque ha habido muchas discusiones sobre esta teoría, ha sido difícil crear físicamente tales sistemas de replicación de ARN. Sin embargo, en un estudio publicado en Comunicaciones de la naturaleza, el profesor asistente del proyecto Ryo Mizuuchi y la profesora Norikazu Ichihashi de la Escuela de Graduados en Artes y Ciencias de la Universidad de Tokio, y su equipo, explican cómo llevaron a cabo un experimento de replicación de ARN a largo plazo en el que presenciaron la transición de unsistema químico hacia la complejidad biológica.
El equipo estaba realmente entusiasmado con lo que vio. "Descubrimos que la especie única de ARN evolucionó hasta convertirse en un sistema de replicación complejo: una red de replicadores que comprende cinco tipos de ARN con diversas interacciones, lo que respalda la plausibilidad de un escenario de transición evolutiva previsto desde hace mucho tiempo", dijo Mizuuchi.
En comparación con estudios empíricos anteriores, este nuevo resultado es novedoso porque el equipo usó un sistema de replicación de ARN único que puede sufrir una evolución darwiniana, es decir, un proceso de cambio continuo que se perpetúa a sí mismo basado en mutaciones y selección natural, que permitió que diferentes característicasemergen, y los que se adaptaron al medio ambiente para sobrevivir.
"Honestamente, inicialmente dudábamos de que ARN tan diversos pudieran evolucionar y coexistir", comentó Mizuuchi. "En biología evolutiva, el 'principio de exclusión competitiva' establece que más de una especie no puede coexistir si compiten por los mismos recursos. Estosignifica que las moléculas deben establecer una forma de usar diferentes recursos uno tras otro para una diversificación sostenida. Son solo moléculas, por lo que nos preguntamos si sería posible que las especies químicas no vivas desarrollaran espontáneamente tal innovación".
¿Y ahora qué? Según Mizuuchi, "La simplicidad de nuestro sistema de replicación molecular, en comparación con los organismos biológicos, nos permite examinar los fenómenos evolutivos con una resolución sin precedentes. La evolución de la complejidad vista en nuestro experimento es solo el comienzo. Muchos más eventosdebe ocurrir hacia el surgimiento de los sistemas vivos".
Por supuesto, todavía quedan muchas preguntas por responder, pero esta investigación ha proporcionado una mayor comprensión empírica de una posible ruta evolutiva que un replicador de ARN temprano pudo haber tomado en la Tierra primitiva. Como dijo Mizuuchi, "Los resultados podrían ser unclave para resolver la última pregunta que los seres humanos se han estado haciendo durante miles de años: ¿cuáles son los orígenes de la vida?"
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de Tokio. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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