“La molécula de Genesis”: se detectó un entorno de supervivencia para el origen de la vida a partir de sustancias químicas no vivas hace 3,5 billones de años

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“La molécula de Genesis”: se detectó un entorno de supervivencia para el origen de la vida a partir de sustancias químicas no vivas hace 3,5 billones de años

“La molécula de Genesis”: se detectó un entorno de supervivencia para el origen de la vida a partir de sustancias químicas no vivas hace 3,5 billones de años

Traducido por mundooculto.es

Investigadores del Instituto Max Planck de Biología Celular Molecular y Genética y del Instituto Bioquímico Max Planck han demostrado por primera vez que el ARN simple está activo dentro de microgotas sin membrana, lo que permite un entorno adecuado para el comienzo de la vida.

Cómo surgió la vida de sustancias químicas no vivas hace más de 3.500 millones de años en la Tierra es una pregunta aún sin respuesta. La hipótesis del mundo del ARN supone que las biomoléculas de ARN fueron actores clave durante este tiempo, ya que llevan información genética y actúan como enzimas. Sin embargo, un requisito para la actividad del ARN es que hay un cierto número de moléculas lo suficientemente cerca unas de otras. Esto sería posible si el ARN estuviera contenido dentro de un compartimento, como las microgotas sin membrana (coacervados).

La hipótesis del mundo del ARN supone que la vida se origina a partir del ARN autorreplicante, una biomolécula que estaba presente antes de la evolución del ADN y las proteínas. Una vez formadas, algunas de estas cadenas podían funcionar como enzimas, e incluso podían evolucionar haciendo copias de sí mismas con modificaciones leves y accidentales. Sin embargo, los investigadores asumen que en un planeta Tierra temprano las concentraciones de ARN y sus bloques de construcción pueden haber sido demasiado diluidos para que se produzca una reacción.

Por lo tanto, las moléculas de ARN dispersas necesitaban encontrar el camino para crear una reacción y comenzar la vida. Los lugares adecuados para acumular ARN podrían haber estado dentro de compartimentos. Los compartimientos se pueden formar con una membrana como la célula o sin una membrana donde las moléculas pueden intercambiar fácilmente con su entorno. Los compartimentos sin membrana pueden formarse mediante la separación de fases de moléculas de carga opuesta, un proceso que es similar a la separación de gotas de aceite en el agua.

En su estudio, los investigadores demostraron por primera vez que el ARN está activo dentro de tales microgotas sin membrana, apoyando una hipótesis previa de que los coacervados actúan como protocélulas y, por lo tanto, podrían ser un precursor de la célula que existe hoy en día. La capacidad de los coacervados para acumular ARN habría ayudado a superar el problema de dilución de las biomoléculas y habría ofrecido un entorno adecuado para las reacciones entre sí. Además, estas gotas sin membrana permiten la transferencia libre de ARN entre las gotas.

“Una de las cosas realmente emocionantes es que hemos demostrado que los coacervados actúan como un sistema de transferencia genética controlado, en el que las piezas más cortas de ARN pueden desplazarse entre las gotas mientras que las piezas más largas están atrapadas en la microgotas de alojamiento”, dice el Dr. Björn Drobot, el primero Autor de este estudio. “De esta manera, estas protocélulas (coacervados) tienen la capacidad de transferir información genética entre otras protocélulas, lo que habría sido un criterio importante para comenzar la vida”.

“Un científico ruso (Oparin) planteó la hipótesis de que, en la década de 1920, las gotas de coacervado podrían haber sido los primeros compartimentos en la Tierra y existir antes de que evolucionaran las células con una membrana”, dice la Dra. Dora Tang, quien dirigió el proyecto. “Proporcionan una manera para que las biomoléculas se concentren y crean la primera vida en la Tierra. El estudio de mi laboratorio se suma a nuestro trabajo y otros donde hay cada vez más evidencia de que los coacervados son sistemas interesantes para la compartimentación en el origen de los estudios de vida, así como estudios en biología moderna y biología sintética

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