Cuando nació la Tierra fue un desastre. Los meteoritos y las tormentas eléctricas probablemente bombardearon la superficie del planeta donde nada, excepto productos químicos sin vida, podría sobrevivir. Cómo se formó la vida en este caos químico es un misterio de miles de millones de años. Ahora, un nuevo estudio ofrece evidencia de que los primeros bloques de construcción pueden haber coincidido con su entorno, comenzando más desordenado de lo que se pensaba.

La vida se construye con tres componentes principales:ARN y ADN, el código genético que, como directores de obra, programar cómo ejecutar y reproducir células y proteínas, los trabajadores que cumplen sus instrucciones. Más probable, las primeras celdas tenían las tres piezas. Tiempo extraordinario, crecieron y se replicaron, compitiendo en el juego de Darwin para crear la diversidad de la vida actual:bacterias, hongos Lobos, ballenas y humanos.

Pero primero, ARN, El ADN o las proteínas debían formarse sin sus socios. Una teoría común, conocida como la hipótesis del "mundo de ARN", propone que debido a que el ARN, a diferencia del ADN, puede auto-replicarse, esa molécula puede haber venido primero. Si bien estudios recientes descubrieron cómo los nucleótidos de la molécula, la A, C, G y U que forman su columna vertebral, podrían haberse formado a partir de sustancias químicas disponibles en la Tierra primitiva, algunos científicos creen que el proceso puede no haber sido un camino tan sencillo.

"Hace años que, Leslie Orgel se burló de la idea ingenua de que podrían estar presentes charcos de ribonucleótidos concentrados puros en la Tierra primitiva como 'el sueño del biólogo molecular, '", dijo Jack Szostak, un premio Nobel profesor de química y biología química y genética en la Universidad de Harvard, e investigador del Instituto Médico Howard Hughes. "Pero se desconocía cómo podía surgir un ARN homogéneo relativamente moderno a partir de una mezcla heterogénea de diferentes materiales de partida".

En un artículo publicado en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense , Szostak y sus colegas presentan un nuevo modelo de cómo podría haber surgido el ARN. En lugar de un camino limpio, él y su equipo proponen un comienzo al estilo de Frankenstein, con ARN que crece a partir de una mezcla de nucleótidos con estructuras químicas similares:arabino-desoxi y ribonucleótidos (ANA, ADN y ARN).

En el crisol químico de la Tierra, es poco probable que se forme automáticamente una versión perfecta de ARN. Es mucho más probable que muchas versiones de nucleótidos se fusionen para formar moléculas de mosaico con fragmentos de ARN y ADN modernos. así como moléculas genéticas en gran parte desaparecidas, como ANA. Estas quimeras como el monstruoso león híbrido, criaturas águila y serpiente de la mitología griega, pueden haber sido los primeros pasos hacia el ARN y el ADN de hoy.

"La biología moderna se basa en bloques de construcción relativamente homogéneos para codificar la información genética, "dijo Seohyun Kim, investigador postdoctoral en química y primer autor del artículo. Entonces, si Szostak y Kim tienen razón y las moléculas de Frankenstein fueron lo primero, ¿Por qué evolucionaron a ARN homogéneo?

Kim los puso a prueba:enfrentó posibles híbridos primordiales contra ARN moderno, copiando manualmente las quimeras para imitar el proceso de replicación del ARN. ARN puro, encontró, es mejor, más eficiente, más preciso, y más rápido que sus homólogos heterogéneos. En otro descubrimiento sorprendente, Kim descubrió que los oligonucleótidos quiméricos, como el ANA y el ADN, podrían haber ayudado al ARN a desarrollar la capacidad de copiarse a sí mismo. "Curiosamente, " él dijo, "Se ha demostrado que algunas de estas variantes de ribonucleótidos son compatibles o incluso beneficiosas para la copia de moldes de ARN".

Si la primera versión más eficiente del ARN se reproducía más rápido que sus contrapartes híbridas, entonces, tiempo extraordinario, superará a sus competidores. Eso es lo que teoriza el equipo de Szostak que sucedió en la sopa primordial:los híbridos se convirtieron en ARN y ADN modernos, que luego superó a sus antepasados ​​y, finalmente, se hizo cargo.

"No se necesitaba un grupo primordial de bloques de construcción puros, "Szostak dijo." La química intrínseca de la química de la copia de ARN resultaría, tiempo extraordinario, en la síntesis de bits de ARN cada vez más homogéneos. La razón de esto como Seohyun ha demostrado claramente, es que cuando diferentes tipos de nucleótidos compiten por la copia de una hebra plantilla, son los nucleótidos de ARN los que siempre ganan, y es el ARN el que se sintetiza, ninguno de los tipos de ácidos nucleicos relacionados ".

Hasta aquí, el equipo ha probado solo una fracción de las posibles variantes de nucleótidos disponibles en la Tierra primitiva. Entonces, como esos primeros fragmentos de ARN desordenado, su trabajo acaba de comenzar.