Mientras los organismos vivos comen, crecer, y auto-regenerarse, todo el tiempo mueren lentamente. Químicamente hablando, esto se debe a que la vida es termodinámicamente inestable, mientras que sus productos de desecho finales se encuentran en un estado de equilibrio térmico. Es un pensamiento algo morboso pero también es una de las características comunes a todas las formas de vida.

Ahora en un nuevo estudio, Los investigadores han creado un autorreplicador que se autoensambla y al mismo tiempo se destruye. El sistema sintético puede ayudar a los investigadores a comprender mejor qué separa la materia biológica de la materia química más simple. y también cómo crear vida sintética en el laboratorio.

Los investigadores, Ignacio Colomer, Sarah M. Morrow, y Stephen P. Fletcher, en la Universidad de Oxford, han publicado un artículo sobre el autorreplicador en un número reciente de Comunicaciones de la naturaleza .

"La combinación de formación y destrucción de replicadores hace que el sistema sea capaz de una replicación sostenida, que es algo de lo que solo los sistemas biológicos son capaces actualmente, y el sistema continúa reproduciéndose a sí mismo mientras sigas alimentándolo, "Fletcher dijo Phys.org .

El autorreplicador consta de un sistema de pequeñas moléculas compuestas por hidrógeno y carbono (hidrocarburos). Inicialmente, el sistema contiene dos tipos de hidrocarburos, hidrofóbico (que repele el agua) e hidrofílico (que se disuelve en agua), que sirven como materia prima o "alimento" para el sistema. Los dos tipos de hidrocarburos están separados por una interfaz, pero con la ayuda de un catalizador de rutenio pueden reaccionar a través de la interfaz para formar un producto anfifílico, que tiene propiedades hidrofóbicas e hidrofílicas.

Similar a cómo los organismos vivos crecen y regeneran nuevas células, el producto anfifílico es un catalizador automático que tiene la capacidad de autoensamblar, aumentando así su concentración o "creciendo". Como el producto se autoensambla y continúa generándose a partir de las materias primas hasta que se agotan, la concentración de producto crece exponencialmente, Al menos un rato. Pero, como la vida, este producto es termodinámicamente inestable, para que al mismo tiempo que se crea el producto, también se está descomponiendo en un producto de desecho termodinámicamente estable. Una vez que se acaben las materias primas, la tasa de desintegración supera a la tasa de crecimiento, y eventualmente todo el sistema se convierte en un producto de desecho, alcanzando un estado de equilibrio térmico.

Luego, los investigadores agregaron un giro al experimento al agregar más materias primas al sistema después de que inicialmente se agotaron. La adición de este combustible químico provocó un aumento temporal en el nivel del producto anfifílico, aunque también se seguían creando residuos. Cuando los investigadores dejaron de sostener el sistema con materias primas, el producto de autoensamblaje finalmente se destruyó por completo.

En general, la creación de un autorreplicante, Un sistema fuera de equilibrio que inevitablemente se mueve hacia el equilibrio térmico proporciona un modelo físico para que los científicos estudien las mismas características de la vida. En el futuro, esto puede ayudar a los investigadores a comprender cómo crear una vida mínima en el laboratorio.

"Hacer vida sintética simplemente no es posible actualmente, ", Dijo Fletcher." Creo que esto se debe a que todavía no entendemos exactamente qué es la vida, y el desarrollo de modelos incluso primitivos de sistemas vivos sigue siendo un desafío. El diseño y estudio de modelos sintéticos, donde se utilizan bloques de construcción relativamente simples para hacer sistemas funcionales complejos, Probablemente sea necesario entender cómo imitar el tipo de comportamiento lejos del equilibrio visto en los sistemas vivos y permitir intentos realistas de hacer vida sintética ".

© 2018 Phys.org