Subrayó que “el ARN y los aminoácidos pueden provenir de moléculas simples, muy simples, que están compuestas por sólo dos átomos, lo que produce intermediarios más complejos”

“¿Cuántos piensan que es probable que haya vida en otras partes del universo? Para responder a esta pregunta tenemos que pensar en la verosimilitud de la vida en la Tierra, cómo empieza y cómo termina”, explicó el biólogo químico Philip C. Bevilacqua, al impartir la conferencia “RNA and protocells in the emergence of life” (ARN y protocélulas en el surgimiento de la vida), como parte del ciclo Los viernes de la evolución, coordinado por Antonio Lazcano y José Sarukhán, miembros de El Colegio Nacional.

El investigador de la Universidad Estatal de Pensilvania se refirió a su trabajo en torno al origen de la vida y a la importancia del ARN y las protocélulas, las primeras células que podrían contener este material genético. “Sólo sabemos que existe vida en un planeta, nuestro planeta Tierra, y por eso podemos pensar en cómo podríamos pasar de la materia a la vida. Darwin habló de pequeños estanques cálidos donde las condiciones eran perfectas para que comenzara la vida, espacios que proporcionaban energía suficiente para reacciones químicas a partir del calor”.

Pero ¿cómo se formaron las protocélulas y para qué las necesitamos? Preguntó el científico. Respondió que fueron fundamentales en el inicio de la vida al concentrar la química que dio lugar a la producción de energía. “Junto con Chris Keating, en mi laboratorio, hace diez años demostramos que el ARN podía catalizar reacciones simplemente compartiendo los reactivos en condiciones específicas. Hay muchas moléculas de ARN diferentes, cuando comienzan a separarse y entrar en protocélulas individuales, entonces éstas pueden comenzar a dividirse y poblarse. Por lo tanto, es útil pensar en cómo las células modernas compartimentan su química interna en la actualidad”.

La idea de esta investigación fue conocer cómo pudieron surgir las primeras células primitivas, cómo interactuaron con el ambiente y permitieron la evolución de la vida. “Y en realidad hay dos formas que conocemos. Uno es por las membranas lipídicas, los ribosomas y la envoltura nuclear, están formados por bicapas lipídicas. Pero, además, se forman compartimentos más simples que no tienen lípidos, que no tienen membranas en el exterior. Y a esto lo llamamos separación de fases líquido-líquido. Entonces, son líquidos dentro de líquidos, casi como situaciones del tipo de gotas de aceite”.

En palabras del investigador, los elementos que permitieron el desarrollo de protocélulas y a su vez del ARN, pudieron llegar al planeta a través de los asteroides del espacio. “Una de las cosas que ha sucedido en los últimos 20 años es que los químicos orgánicos han jugado un papel realmente importante al demostrar que es posible pasar de la materia a moléculas simples, diatómicas simples, o aquellas que constan de sólo dos, o incluso un elemento. Así se pudo dar paso a los aminoácidos que formaron nuestras proteínas, y luego los dos tipos de bases que formarón el ARN, las pirimidinas más pequeñas, C y U, y las purinas más grandes, G y A”.

Este es un escenario en el que los componentes básicos de la vida podrían venir a la Tierra, pero tal vez fueron transportados desde otras partes de nuestro sistema solar o del universo. Hay evidencia de esto. La más famosa es el meteorito Murchison, descubierto en Australia en 1969, detalló.

Agregó que se trató de una roca con un peso de más de cien kilogramos rica en carbono. El análisis de este meteorito también reveló la presencia de los aminoácidos, de algunos, no los 20, nueve en particular, así como las cuatro bases nucleares que forman el ARN y también el ADN, y otras más relacionadas.

“El ARN y los aminoácidos pueden provenir de moléculas simples, muy simples, que están compuestas por sólo dos átomos, lo que produce intermediarios más complejos, que constituyen estos bloques de construcción estables. El ARN es una molécula asombrosa, es el dogma central de la biología molecular, algo que probablemente aprendemos en biología en la escuela primaria, es que el ADN finalmente termina en proteínas, pasando por el intermediario del ARN”, sostuvo el científico.

Subrayó que del ARN también sorprende su capacidad de retroceder hasta convertirse en ADN y realizar transcripción inversa. Esto sucede en retrovirus como el VIH. Y luego el ARN también puede replicarse sin pasar por el ADN, como en el caso del SARS-CoV-2. “Así que es bastante complejo, y eso nos lleva en mi laboratorio a ver el mundo de esta manera. El ARN es bastante diferente y puede plegarse en estas estructuras complejas similares a proteínas. Es monocatenario, pero también puede tener estructuras mucho más elaboradas”.

“Una de las cosas que encuentro desafiante, pero gratificante sobre el estudio de la química de la Tierra primitiva es que no sabemos exactamente de qué estaban hechos esos elementos coacervados”, concluyó Philip C. Bevilacqua.

Fuente: El Colegio Nacional