La química prebiótica estudia todos los procesos físico-químicos naturales que tuvieron lugar en la Tierra primitiva, desde su formación como planeta hasta
la emergencia del primer sistema autoreplicativo en el cual empezaron a operar los procesos de selección natural de la evolución.
Esta rama de la ciencia se ataca desde dos frentes relacionados pero bien diferenciados; por un lado, el origen abiótico de los precursores químicos de la vida, como los aminoácidos, azúcares y primeros polímeros, y por otro lado,
la autoorganización molecular de las reacciones químicas que dieron lugar a las redes metabólicas y de replicación de las primeras células.
En este segundo frente se enmarca el nuevo artículo, cómo las primeras ribozimas (enzimas de ARN que catalizan reacciones químicas) dieron lugar a las primeras redes de reacciones químicas.
Vaidya et al. han utilizado una variante de ciertas ribozimas de una proteobacteria del género Azoarcus que se obtienen por autoensamblado de fragmentos de ARN inactivos (Eric J. Hayden, Niles Lehman, “Self-Assembly of a Group I Intron from Inactive Oligonucleotide Fragments,” Chemistry & Biology 13: 909-918, 2006). Estas ribozimas son autocatalizadoras, es decir, catalizan la reacción química que las produce; los compuestos autocatalíticos no son catalizadores en sentido estricto, ya que su estructura química se altera durante el proceso, pero sin alterar sus propiedades “autocatalizadoras.”
Estas ribozimas son capaces de auto-organizarse en una red cíclica de reacciones químicas (como muestra la figura que abre esta entrada).
Una vez formada la red de reacciones gracias a la cooperación, la acumulación de mutaciones en cada una de las ribozimas del ciclo puede conducir a una especialización de cada reacción que conlleva la adquisición de nuevas funciones. De esta forma aparece una red metabólica en un ciclo donde antes solo se tenía la repetición de una reacción autocatalítica.
El gran hallazgo de Vaidya et al. ha sido demostrar que estos ciclos cooperativos los ARN que actúan como ribozimas adquieren ventajas a la hora de replicarse, pues la red es más robustas ante la acumulación de mutaciones dañinas, es decir, adquieren ventajas evolutivas.
Durante un tiempo suficiente, el proceso cooperativo demostrado en laboratorio por los autores podría ser suficiente para formar redes complejas de reacciones químicas robustas ante futuras mutaciones.
La cooperación molecular podría ser clave para responder a la pregunta sobre cómo pudieron surgir las primeras redes metabólicas que luego se encapsularon dentro de una membrana para dar lugar a las primeras paleobacterias.
En resumen, un artículo muy interesante que aporta información muy valiosa sobre los mecanismos que pudieron tener lugar en la Tierra primigenia para dar lugar al nacimiento de la vida.
Obviamente, serán necesarios estudios futuros para clarificar estas ideas,
que a mí me parecen muy sugerentes.
francisthemule
