Un estudio reciente financiado por la NASA ha profundizado el enigma de por qué la vida utiliza moléculas con orientaciones específicas.
Los investigadores han descubierto que el ARN - una molécula crucial que se cree que potencialmente ha llevado instrucciones de vida antes de que el ADN emiera - puede favorecer la fabricación de los bloques de proteínas en formas de zurda o diecisecas. Este hallazgo podría proporcionar valiosas pistas sobre el origen de la vida.
El rompecabezas de la orientación molecular de la vida
Las proteínas son moléculas esenciales en todos los organismos vivos, que sirven funciones desde componentes estructurales como el cabello hasta enzimas que aceleran o regulan las reacciones químicas.
Similar a cómo las 26 letras del alfabeto se combinan para formar incontables palabras, la vida utiliza 20 aminoácidos diferentes en una amplia gama de arreglos para crear millones de proteínas diferentes.
Algunos aminoácidos existen en dos formas de imagen espejo, como las manos izquierda y derecha, pero la vida utiliza predominantemente la variedad zurda, un fenómeno conocido como homoleinalidad.
Los científicos permanecen desconcertados sobre por qué la vida eligió aminoácidos zurdos sobre los diese, especialmente porque la vida basada en aminoácidos diese podría presumiblemente funcionaría igual de bien.
Explorando la hipótesis del mundo de ARN-
El ADN contiene las instrucciones para construir y mantener organismos vivos, pero es complejo y especializado. Sutede el trabajo de leer instrucciones a las moléculas de ARN y construir proteínas para los ribosomas.
Debido a la complejidad del ADN, los científicos teorizan que una molécula más simple lo precedió hace miles de millones de años durante la evolución temprana de la vida. El ARN, capaz de almacenar información genética y de construir proteínas, es un candidato líder, dando lugar a la hipótesis del mundo del ARN.
Si esta proposición es correcta, tal vez algo sobre el ARN hizo que favoreciera la construcción de proteínas zurdas sobre las diese.
Sin embargo, la nueva investigación no apoyó esta idea, profundizando el misterio de por qué la vida favoreaba las proteínas zurdas.
El papel de las presiones evolutivas
El experimento probada moléculas de ARN que actúan como enzimas para construir proteínas, llamadas ribozymas.
El experimento demostró que los riboszymes pueden favorecer los aminoácidos de izquierda o derecha, indicando que los mundos del ARN, en general, no necesariamente tendrían un fuerte sesgo para la forma de aminoácidos que observamos en la biología ahora, dijo la autora correspondiente Irene Chen, científica de la Escuela de Ingeniería Samueli de la Universidad de California, Los Ángeles (UCLA).
Al simular posibles condiciones tempranas de la Tierra del mundo del ARN, los investigadores incubaron una solución que contenía ribozimas y precursores de aminoácidos para observar los porcentajes relativos de aminoácidos de fenilalanina de manos derechas e zurdos producidos.
Probaron 15 combinaciones diferentes de ribozyme y descubrieron que las riboszymas pueden favorecer aminoácidos zurdos o diestros. Esta falta de preferencia inherente desafía la noción de que la vida temprana estaba predispuesta a seleccionar aminoácidos zurdos, que dominan en proteínas modernas.
Los hallazgos sugieren que la casualidad de la vida podría no ser el resultado del determinismo químico, pero podría haber surgido a través de presiones evolutivas posteriores, dijo el coautor Alberto Vázquez-Salazar, un erudito postdoctoral de la UCLA y miembro del grupo de investigación de Chens.
Imágenes para entender los orígenes de la vida
La historia prebiótica de la Tierra es anterior a los registros fósiles más antiguos, que han sido borrados por las tectónicas de placas - el movimiento lento de la corteza terrestre.
Durante ese tiempo, el planeta fue probablemente bombardeado por asteroides, que pueden haber entregado algunos de los bloques de construcción de la vida, como aminoácidos. Junto a los experimentos químicos, otros investigadores de origen de la vida están examinando evidencia molecular de meteoritos y asteroides.
El coautor del estudio Jason Dworkin es un científico senior de la astrobiología en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, y director del Laboratorio Astrobiológico de Goddard.
Dworkin es también el científico del proyecto en la misión OSIRIS-REx de la NASA, que extrajo muestras del asteroide Bennu y las entregó a la Tierra.
Entendiendo las propiedades químicas de la vida nos ayuda a saber qué buscar en nuestra búsqueda de vida en todo el sistema solar, dijo Dworkin.
Estamos analizando muestras de OSIRIS-REx para la quiralidad (maniobre) de aminoácidos individuales, y en el futuro, las muestras de Marte también se probarán en laboratorios para evidenciar la vida, incluyendo ribozomas y proteínas.
La búsqueda de secretos moleculares de la vida
Este descubrimiento añade complejidad a nuestra comprensión de las orientaciones moleculares de la vida, sugiriendo que la homoliidad podría no haber resultado de las condiciones químicas iniciales, pero podría haberse desarrollado debido a factores evolutivos.
Los hallazgos impulsan nuevas investigaciones sobre los orígenes de la vida y pueden influir en cómo los científicos buscan vida más allá de la Tierra.
Publicar un comentario