Los precursores potenciales de la vida en la Tierra se forman a partir de una variedad de mezclas complejas, según un equipo de científicos que dice que esto podría apuntar al desarrollo de bloques de construcción cruciales para formar moléculas genéticas para el origen de la vida en la Tierra.

Las moléculas genéticas brindan la capacidad de almacenar y replicar información y pueden haber sido críticas para el origen de la vida. pero no está claro cómo surgieron de los complejos entornos químicos que existían en la Tierra primitiva. Nuevos hallazgos, publicado esta semana en la revista Informes científicos , sugieren que la respuesta puede comenzar con heterociclos de nitrógeno, moléculas anilladas que se cree que son comunes en la Tierra joven y en otras partes del sistema solar. Varios tipos de heterociclos sirven como nucleobases, o subunidades, de ADN y ARN, las moléculas genéticas utilizadas por la vida tal como la conocemos.

"Uno de los desafíos de estudiar el origen de la vida es descifrar qué reacciones fueron pasos clave, "dijo Christopher House, profesor de geociencias en Penn State. "Nuestro trabajo aquí identificó los próximos pasos más probables que estas moléculas podrían y tomarían".

Un equipo de investigadores descubrió que los heterociclos de nitrógeno pueden haber servido como bloques de construcción para la vida en una serie de pruebas que generaron mezclas químicas complejas como las que posiblemente se crearon por los rayos que atravesaron la atmósfera primitiva de la Tierra. Docenas de heterociclos diferentes produjeron precursores genéticos primitivos similares incluso cuando la composición atmosférica varió en el estudio.

"Las verdaderas sorpresas fueron que se descubrió que tantas moléculas anilladas diferentes eran reactivas y que formaban el mismo siguiente paso independientemente de la atmósfera simulada que usáramos, "dijo House, quien también se desempeña como director del Centro de Investigación de Astrobiología de Penn State y el Consorcio de Subvenciones Espaciales de Pensilvania de la NASA.

Los resultados apoyan la hipótesis de que estructuras genéticas más simples podrían ser anteriores a la formación de ADN y ARN y sugieren que podrían ocurrir reacciones prebióticas similares en otras partes del sistema solar.

A diferencia de estudios anteriores, que han explorado reacciones similares en condiciones aisladas, El equipo utilizó mezclas orgánicamente complejas que simulan mejor la química primitiva de la Tierra sin saber si las reacciones representarían un paso constructivo hacia la vida o un callejón sin salida.

En el estudio, los heterociclos reaccionaron en la mezcla compleja para formar cadenas laterales químicamente reactivas, estructuras que unen heterociclos y facilitan la formación de moléculas más complejas, dijeron los investigadores.

Estos heterociclos modificados podrían servir como subunidad de ácidos nucleicos peptídicos (PNA), un precursor propuesto para el ARN. El hecho de que se formaran tan fácilmente en diferentes condiciones atmosféricas apoya la teoría de que los ANP podrían haberse formado en la Tierra prebiótica.

"Nuestros hallazgos apuntan a la posibilidad de PNA en la Tierra primitiva, ya que observamos muchas vías sintéticas robustas para algunos de sus componentes, "dijo Mike Callahan, profesor asistente de química en la Universidad Estatal de Boise.

Los hallazgos también tienen implicaciones para precursores genéticos similares en otros mundos.

"Los orgánicos que reaccionan con los heterociclos y forman estas cadenas laterales también se han identificado en el medio interestelar, cometas e incluso la atmósfera de Titán, "dijo Laura Rodríguez, quien dirigió la investigación como estudiante de doctorado en geociencias en Penn State. "Y dado que las reacciones fueron sólidas en mezclas complejas bajo una amplia gama de condiciones, nuestros resultados pueden tener implicaciones para la formación de ANP más allá de la Tierra ".

También contribuyeron a esta investigación Karen Smith, un científico investigador senior, y Melissa Roberts, un estudiante graduado, ambos en Boise State.

El programa de exobiología de la NASA, el Instituto de Astrobiología de la NASA a través del Centro Goddard de Astrobiología, y el Centro de Investigación de Astrobiología de Penn State financió este proyecto.