Comprender el origen de la síntesis de proteínas es fundamental para desentrañar los misterios de la vida. Recientemente, un equipo de químicos ha demostrado cómo dos de los componentes esenciales de la biología, el ARN y los aminoácidos, podrían haberse unido de manera espontánea hace aproximadamente 4.000 millones de años.
Los aminoácidos son los bloques de construcción de las proteínas, considerados los “caballos de batalla” de la vida, ya que son cruciales para casi todos los procesos vitales. Sin embargo, las proteínas no pueden replicarse ni producirse por sí solas; requieren instrucciones que les son proporcionadas por el ARN (ácido ribonucleico), un “pariente químico” cercano del ADN (ácido desoxirribonucleico).
El estudio reciente
El inicio de la relación entre ARN y aminoácidos sigue siendo un enigma. Un nuevo estudio, publicado en la revista Nature y liderado por científicos de la University College de Londres (UCL), avanza en este tema y muestra cómo esta unión pudo haber comenzado bajo condiciones relativamente simples.
En este trabajo, los investigadores lograron unir químicamente aminoácidos esenciales al ARN en condiciones que podrían haber existido en la Tierra primitiva. Este logro ha sido un objetivo esquivo desde principios de la década de 1970.
Declaraciones de los investigadores
Matthew Powner, del departamento de Química de la UCL, comentó en un comunicado: “La vida depende de la capacidad de sintetizar proteínas, que son las moléculas funcionales clave de la vida. Comprender el origen de la síntesis de estas es fundamental para comprender de dónde proviene la vida”.
Powner también destacó que “nuestro estudio representa un gran paso hacia este objetivo, ya que muestra cómo el ARN pudo haber llegado a controlar inicialmente la síntesis de proteínas”.
El proceso de síntesis de proteínas
En la actualidad, la vida utiliza una máquina molecular extremadamente compleja, conocida como ribosoma, para sintetizar proteínas. Esta máquina necesita instrucciones químicas que están escritas en el ARN mensajero, el cual transporta la secuencia de un gen desde el ADN de una célula hasta el ribosoma. Luego, el ribosoma, funcionando como una cadena de montaje, lee este ARN y une los aminoácidos, uno por uno, para formar una proteína.
En este estudio, los investigadores lograron la primera etapa de ese complejo proceso. Utilizaron una química muy simple en agua a pH neutro para unir los aminoácidos al ARN. “La química es espontánea, selectiva y podría haber ocurrido en la Tierra primitiva”, explica Powner.
Innovaciones en la investigación
Los intentos anteriores de unir aminoácidos al ARN empleaban moléculas altamente reactivas, pero estas se descomponían en el agua, lo que provocaba que los aminoácidos reaccionaran entre sí en lugar de unirse al ARN.
Para el nuevo estudio, los científicos se inspiraron en la biología y utilizaron un método “más delicado” para convertir los aminoácidos esenciales en una forma reactiva. Esta activación implicó un tioéster, un compuesto químico de alta energía que es importante en muchos procesos bioquímicos y que, según las teorías, ya desempeñaba un papel en el inicio de la vida.
El papel de los tioésteres
Para formar estos tioésteres, los aminoácidos reaccionaron con un compuesto que contiene azufre, llamado panteteína. El siguiente paso fue establecer cómo las secuencias de ARN podían unirse preferentemente a aminoácidos específicos, permitiendo que el ARN comenzara a codificar instrucciones para la síntesis de proteínas, lo que marca el origen del código genético.
Powner resume: “Hay numerosos problemas que superar antes de poder dilucidar completamente el origen de la vida, pero el más desafiante y emocionante sigue siendo el origen de la síntesis de las proteínas”.
Aunque el artículo se centra exclusivamente en la química, el equipo sugiere que las reacciones demostradas podrían haber ocurrido de manera plausible en charcos o lagos de agua en la Tierra primitiva, pero no en océanos, ya que las concentraciones de las sustancias químicas probablemente estarían demasiado diluidas.
Fuente: EFE
