A VIDA NA TERRA PUIDO XURDIR SÓ CON MOLÉCULAS DE ARN
Unha nova investigación suxire que a vida na Terra xurdiu a partir da actividade das moléculas de ARN, sen necesidade de proteínas nin de ADN: científicos xaponeses crearon unha molécula de ARN que se replica, diversifica e desenvolve ata a complexidade.
Investigadores da Universidade de Tokio puideron por primeira vez crear unha molécula de ARN que se replica, diversifica e desenvolve ata a complexidade, seguindo a evolución darwiniana. Este descubrimento proporciona a primeira evidencia empírica de que as moléculas biolóxicas simples poden conducir á aparición de sistemas complexos similares aos da vida, segundo os investigadores.
Con todo, este descubrimento non é tan novo, xa que se sabe desde hai tempo que o RNA ten un labor autocatalítica, mediante a cal unha molécula de RNA pode catalizar a súa propia replicación. O pioneiro de todo isto foi Thomas R. Cech e as súas hipóteses do Ribozima. En 1989, Cech gañou o Premio Nobel "polos descubrimentos dos procesos químicos de propiedades catalizadoras do ácido ribonucleico".
En calquera caso, o novo descubrimento reforza a hipótese do mundo de ARN, cuxos orixes se remontan a 1963, segundo a cal a vida na Terra xurdiu a partir da actividade das moléculas de ARN, sen necesidade de proteínas nin de ADN.
As moléculas deste ácido nucleico orixinaron a continuación outras moléculas capaces de sintetizar proteínas e as moléculas de ADN. Estas moléculas, finalmente, ao rodearse con liposomas, formarían as primeiras células, que constitúen a unidade estrutural e funcional da vida.
Para verificar esta teoría, os científicos tentaron no pasado recrear en laboratorio as condicións da Terra primitiva, e conseguiron obter máquinas de ARN que poden levar a cabo reacciones químicas para facer algunhas partes dun nucleótido.
Estes logros demostraron que o ARN pode realizar reaccións químicas que constrúen nucleótidos. Pero ata o de agora ninguén creara unha máquina de ARN que puidese xerar nucleótidos enteiros a partir de ingredientes que estarían dispoñibles na Terra primitiva.
O ADN, o ARN e as proteínas son esenciais para a vida na Terra. O ADN almacena as instrucións para a construción dos seres vivos, desde as bacterias ata os insectos. E as proteínas á súa vez levan a cabo as reaccións químicas necesarias para manter as células vivas e sas.
Ata hai pouco, pensábase que o ARN era só un mensaxeiro entre o ADN e as proteínas, e que unicamente levaba as instrucións como ARN mensaxeiro (ARNm) para construír proteínas.
Con todo, comprobouse que o ARN pode facer moito máis: leva a cabo reaccións químicas, como as proteínas, e porta tamén información xenética, como o ADN.
E como o ARN pode facer ambos traballos, a maioría dos científicos sospeitou desde hai tempo que a vida, tal como coñecémola, puido comezar nun mundo de só ARN.
Aínda que houbo moitas discusións sobre esta teoría, foi difícil crear fisicamente estes sistemas de replicación de ARN. Con todo, nun estudo publicado en Nature Communications, os investigadores Ryo Mizuuchi e Norikazu Ichihashi explican que levaron a cabo un experimento de replicación de ARN a longo prazo no que presenciaron a transición dun sistema químico cara a unha complexidade biolóxica.
"Descubrimos que a especie única de ARN evolucionou ata converterse nun sistema de replicación complexo: unha rede de replicadores que comprende cinco tipos de ARN con diversas interaccións, o que apoia a plausibilidade dun escenario de transición evolutiva previsto desde hai moito tempo", dixo Mizuuchi referíndose á hipótese do mundo de ARN.
En comparación con estudos empíricos anteriores, este novo resultado é novo porque o equipo utilizou un sistema de replicación de ARN único que pode sufrir unha evolución darwiniana, é dicir, un proceso de cambio continuo baseado en mutacións e selección natural que se perpetúa a si mesmo.
Este proceso permitiu que xurdisen diferentes características que se adaptaron ao medio para sobrevivir, salientan os investigadores.
"Honestamente, ao principio dubidamos de que moléculas de ARN tan diversas puidesen evolucionar e coexistir", comentou Mizuuchi. “En bioloxía evolutiva, o principio de exclusión competitiva establece que máis dunha especie non pode coexistir se compiten entre si polos mesmos recursos. Isto significa que as moléculas deben establecer unha forma de utilizar diferentes recursos uno tras outro para unha diversificación sostida. Son só moléculas, polo que nos preguntamos se era posible que as especies químicas non vivas desenvolvesen espontaneamente tal innovación”. E iso é o que comprobaron.
Segundo Mizuuchi, “A simplicidade do noso sistema de replicación molecular, en comparación cos organismos biolóxicos, permítenos examinar os fenómenos evolutivos cunha resolución sen precedentes. A evolución da complexidade vista no noso experimento é só o comezo. Deberían ocorrer moitos máis eventos cara ao xurdimento de sistemas vivos”.
Por suposto, aínda quedan moitas preguntas por responder, pero esta investigación proporcionou unha maior comprensión empírica dun posible roteiro evolutivo que un replicador de ARN cedo puido tomar na Terra primitiva.
Mizuuchi conclúe: "estes resultados poderían ser unha pista para resolver a última pregunta que os seres humanos estivéronse a facer durante miles de anos: cales son as orixes da vida?"
FONTE: Eduardo Martínez de la Fe/farodevigo.es
