Es una de las grandes ironías de la bioquímica:la vida en la Tierra no podría haber comenzado sin el agua; sin embargo, el agua obstaculiza algunas reacciones químicas necesarias para la vida misma.

Ahora, los investigadores informan hoy en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias , han encontrado una novela, incluso una solución poética al llamado "problema del agua" en forma de gotitas de agua en miniatura, formado tal vez en la niebla de una ola del océano rompiendo o las nubes en el cielo.

El problema del agua se relaciona principalmente con el elemento fósforo, que se une a una variedad de moléculas de la vida a través de un proceso llamado fosforilación. "Tú y yo estamos vivos debido al fósforo y la fosforilación, "dijo Richard Zare, profesor de química y uno de los autores principales del artículo. "No se puede vivir sin fósforo".

El problema del agua

El fósforo es un ingrediente necesario en muchas moléculas críticas para la vida, incluido nuestro ADN, es ARN relativo y en la molécula que forma el sistema de almacenamiento de energía de nuestro cuerpo, llamado ATP. Pero normalmente el agua se interpone en la producción de esos productos químicos. La vida moderna ha desarrollado formas de eludir ese problema en forma de enzimas que ayudan a la fosforilación. Pero cómo se formaron los componentes primitivos de estas moléculas antes de que evolucionaran las soluciones alternativas sigue siendo un tema controvertido y, a veces, un poco extraño. Entre las soluciones propuestas se encuentran formas altamente reactivas de fósforo extraterrestre y calentamiento impulsado por reacciones nucleares naturales.

Las microgotas resuelven el problema de la fosforilación de una manera relativamente elegante, en gran parte porque tienen la geometría de su lado. Resulta que el agua es principalmente un problema cuando el fosfato flota dentro de un charco de agua o un océano primitivo. en lugar de en su superficie.

Las microgotitas son en su mayoría superficiales. Optimizan perfectamente la necesidad de que se forme vida dentro y alrededor del agua, pero con suficiente área de superficie para que ocurran la fosforilación y otras reacciones.

De hecho, ya se sabe que la gran cantidad de superficie proporcionada por las microgotas es un gran lugar para la química. Experimentos anteriores sugieren que las microgotas pueden aumentar la velocidad de reacción de otros procesos en mil o incluso un millón de veces. dependiendo de los detalles de la reacción que se esté estudiando.

Moléculas espontáneas

Las microgotitas parecían una posible solución al problema del agua. Pero para demostrar que realmente funcionan, Zare y sus colegas rociaron pequeñas gotas de agua, mezclado con fósforo y otros productos químicos, en una cámara donde se podrían analizar los compuestos resultantes. Descubrieron que varias moléculas que contienen fosfato se producían espontáneamente en estas microgotitas hechas en laboratorio sin ningún catalizador para que comenzaran. Esas moléculas incluían fosfatos de azúcar, que son un paso en cómo nuestras células crean energía, y una de las moléculas que componen el ARN, un pariente del ADN que los organismos primitivos utilizan para llevar su código genético. Ambas reacciones son raras en el mejor de los casos en grandes volúmenes de agua.

Esa observación, unido al hecho de que las microgotas son omnipresentes, desde las nubes en el cielo hasta la niebla creada por una ola oceánica que se estrella, sugiere que podrían haber desempeñado un papel en el fomento de la vida en la Tierra. En el futuro, Zare espera buscar fosfatos que formen proteínas y otras moléculas.

Incluso si puede producir esos compuestos, sin embargo, Zare no cree que él y sus colegas hayan encontrado la única solución verdadera al origen de la vida. "No creo que vayamos a entender exactamente cómo comenzó la vida en la Tierra, "dijo Zare, quien también es la profesora Marguerite Blake Wilbur de Ciencias Naturales. Esencialmente, él dijo, esto se debe a que nadie puede retroceder en el tiempo para ver lo que sucedió cuando surgió la vida y no hay un buen registro fósil de la formación de biomoléculas. "Pero pudimos entender algunas de las posibilidades, "añadió.