Un equipo de la Universidad Técnica de Munich (TUM) ha mostrado por primera vez, que la separación de fases es una forma extremadamente eficiente de controlar la selección de componentes químicos, aportando ventajas a determinadas moléculas. Este simple mecanismo pudo haber sido decisivo para el desarrollo de la vida. Izquierda:solución transparente; derecha:dentro de las diminutas gotas de aceite, las moléculas inestables sobreviven más tiempo. Crédito:Andreas Battenberg / TUM
La cuestión del origen de la vida sigue siendo una de las cuestiones científicas más antiguas sin respuesta. Un equipo de la Universidad Técnica de Munich (TUM) ha demostrado por primera vez que la separación de fases es una forma extremadamente eficiente de controlar la selección de componentes químicos y proporcionar ventajas a ciertas moléculas.
Sin energia las células no pueden moverse ni dividirse, y no puede mantener ni siquiera funciones básicas como la producción de proteínas simples. Si falta energía, las conexiones más complejas se desintegran rápidamente, y la vida temprana se habría extinguido inmediatamente.
El químico Job Boekhoven y su equipo en TUM ahora han logrado usar la separación de fases para encontrar un mecanismo en moléculas simples que permite que moléculas extremadamente inestables, como las que se encuentran en la sopa primordial, tengan un mayor grado de estabilidad. Podrían sobrevivir más tiempo incluso si tuvieran que sobrevivir un período sin suministro externo de energía.
El principio de simplicidad
Job Boekhoven y su equipo buscaban un mecanismo simple con moléculas primitivas que pudieran producir propiedades realistas. "Más probable, las moléculas eran simples en la sopa primordial, "dice Boekhoven. Los investigadores investigaron lo que sucedió cuando alimentaron varias moléculas de ácido carboxílico con agentes de condensación de carbodiimida de alta energía, sacándolos así del equilibrio.
La reacción produjo anhídridos inestables. Principalmente, estos productos que no están en equilibrio se desintegran rápidamente en ácidos carboxílicos nuevamente. Los científicos demostraron que los anhídridos que sobrevivieron más tiempo fueron los que podían formar una especie de gota de aceite en el medio acuoso.
Gotas individuales bajo un microscopio de fluorescencia. Crédito:Marta Tena-Solsona / TUM
Moléculas en el garaje
El efecto también se puede ver externamente:la solución inicialmente transparente se volvió lechosa. La falta de agua en las gotas de aceite confería protección, porque los anhídridos necesitan agua para desintegrarse nuevamente en ácidos carboxílicos.
Boekhoven explica el principio de separación de fases con una analogía:"Imagine un automóvil viejo y oxidado. Déjelo afuera bajo la lluvia, y continúa oxidándose y descomponiéndose porque el agua acelera la oxidación. Ponlo en el garaje y deja de oxidarse, porque lo separas de la lluvia ".
En cierto sentido, un proceso similar ocurre en el experimento de la sopa primordial. Dentro de la gota de aceite (garaje) con las moléculas de anhídrido de cadena larga no hay agua, por lo que sus moléculas sobreviven más tiempo. Si las moléculas compiten entre sí por energía, aquellos que pueden protegerse formando gotas de aceite tienen más probabilidades de sobrevivir, mientras que sus competidores se hidrolizan.
Próximo objetivo:soportes de información viables
Dado que el mecanismo de separación de fases es tan simple, posiblemente se pueda extender a otros tipos de agregaciones moleculares con propiedades reales, como el ADN, ARN o vesículas que se dividen por sí mismas. Los estudios han demostrado que estas burbujas pueden dividirse espontáneamente. "Pronto esperamos convertir la química primitiva en un portador de información autorreplicable que esté protegido de la descomposición hasta cierto punto, "dice Boekhoven.
