Los científicos aún tienen que comprender y explicar cómo las moléculas informativas de la vida (proteínas, ADN y ARN) surgieron a partir de sustancias químicas más simples cuando surgió la vida en la tierra hace unos cuatro mil millones de años. Ahora, un equipo de investigación del Centro Laufer de Biología Física y Cuantitativa de la Universidad de Stony Brook y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley creen que tienen la respuesta. Desarrollaron un modelo computacional que explica cómo ciertas moléculas se pliegan y se unen para crecer más largas y más complejas. que va desde productos químicos simples hasta moléculas biológicas primitivas. Los hallazgos se informan temprano en línea en PNAS .

Anteriormente, los científicos aprendieron que la Tierra primitiva probablemente contenía los bloques de construcción químicos básicos, y reacciones químicas espontáneas sostenidas que podrían unir cadenas cortas de unidades químicas. Pero sigue siendo un misterio qué acciones podrían provocar que las cadenas cortas de polímeros químicos se conviertan en cadenas mucho más largas que puedan codificar información útil sobre proteínas. El nuevo modelo computacional puede ayudar a explicar esa brecha en la evolución de la química a la biología.

"Creamos un modelo computacional que ilustra un mecanismo de plegado y catalizador que amplifica las secuencias de polímeros y conduce a mejoras incontrolables en los polímeros, "dijo Ken Dill, autor principal, Profesor Distinguido y Director del Centro Laufer. "El estudio teórico ayuda a comprender un eslabón perdido en la evolución de la química a la biología y cómo una población de bloques de construcción molecular podría, tiempo extraordinario, dan lugar a la aparición de secuencias catalíticas esenciales para la vida biológica ".

En el papel, titulado "La hipótesis de Foldamer para el crecimiento y diferenciación de secuencia de polímeros prebióticos, "los investigadores utilizaron simulaciones por computadora para estudiar cómo las secuencias aleatorias de amantes del agua, o polar, y aversión al agua, o hidrofóbico, los polímeros se pliegan y se unen. Descubrieron que estas cadenas de secuencias aleatorias de ambos tipos de polímeros pueden colapsar y plegarse en conformaciones compactas específicas que exponen superficies hidrofóbicas. sirviendo así como catalizadores para alargar otros polímeros. Estas cadenas de polímeros en particular, denominados catalizadores "foldamer", pueden trabajar juntos en parejas para crecer más y desarrollar más secuencias de información.

Este proceso, según los autores, proporciona una base para explicar cómo los procesos químicos aleatorios podrían haber resultado en precursores similares a las proteínas de la vida biológica. Ofrece una hipótesis comprobable sobre los primeros polímeros prebióticos y su evolución.

"Al mostrar cómo los polímeros prebióticos podrían haberse convertido en 'foldadores' informativos, Esperamos haber revelado un paso clave para comprender cómo comenzó a formarse la vida en la Tierra hace miles de millones de años. "explicó el profesor Dill.