Se cree que el ARN ha jugado un papel clave en la vida de la vida.
Shutterstock/Nobestsofierce
El objetivo de comprender cómo las moléculas inertas dieron lugar a la vida es un paso más cerca, según los investigadores que han creado un sistema de moléculas de ARN que puede replicarse en parte. Dicen que debería algún día ser posible lograr una auto-replicación completa por primera vez.
El ARN es una molécula clave cuando se trata de los orígenes de la vida, ya que puede almacenar información como el ADN y catalizar reacciones como proteínas. Si bien no es tan efectivo como cualquiera de estos, el hecho de que pueda hacer ambas cosas significa muchos investigadores Cree que la vida comenzó con moléculas de ARN que eran capaces de replicarse a sí mismas. “Esta fue la molécula que dirigió la biología”, dice James Attwater en University College London.
Pero crear moléculas de ARN autorreplicantes ha resultado difícil. El ARN puede formar hélices dobles como el ADN y se puede copiar de la misma manera, dividiendo una doble hélice en dos y agregando letras de ARN a cada hilo para crear dos hélices idénticas. El problema es que las hélices dobles de ARN se unen con tanta fuerza que es difícil mantener los hilos separados durante el tiempo suficiente para permitir la replicación.
Ahora, Attwater y sus colegas han descubierto que los conjuntos de tres letras de ARN, trillizos, se unen con la fuerza suficiente para evitar que los hilos se rezonen. Tres es el punto óptimo, dice Attwater, ya que es probable que los conjuntos más largos prohíban mal. Entonces, en el sistema del equipo, una enzima de ARN en forma de doble hélice se mezcla con trillizos.
La solución se hace ácida y se calienta a 80 ° C (176 ° F) para separar la hélice, lo que permite que los trillizos se emparejen. La solución se realiza alcalina y se enfría a -7 ° C (19 ° F). A medida que el agua se congela, el líquido restante se concentra altamente y la enzima de ARN se activa y se une a los trillizos, formando un nuevo hilo.
Hasta ahora, los investigadores solo han podido replicar hasta 30 letras de la enzima de ARN de 180 letras de largo, pero piensan que al mejorar la eficiencia de la enzima, pueden lograr una replicación completa.
Attwater dice que este “sistema de molécula muy simple” tiene algunas propiedades intrigantes. Uno es el posible enlace entre las letras de ARN de triplete y el código de triplete utilizado para especificar la secuencia de proteínas en las células hoy en día. “Puede haber una relación entre cómo la biología solía copiar su ARN y cómo la biología usa ARN hoy”, dice.
Además, el equipo encontró que los tripletes más propensos a participar en la replicación son aquellos que se unen con mayor fuerza. Se cree que el primer código genético consistió en este conjunto de trillizos, otro enlace intrigante.
Los investigadores piensan que el tipo de condiciones necesarias para impulsar este proceso podría ocurrir naturalmente. Como requiere agua dulce, es más probable que haya sucedido en tierra, tal vez en algún sistema geotérmico.
“Los ingredientes se pueden encontrar en la Tierra hoy: Islandia Hot Springs puede tener PHE mixtos, incluidos algunos tan ácidos como los que usamos”, dice Attwater.
“Los tripletes de nucleótidos de ARN sirven funciones informáticas muy específicas en la traducción en todas las células”, dice Zachary Adam en la Universidad de Wisconsin-Madison. “Este documento es interesante porque podría señalar un papel puramente químico, una función no informática, para los trillizos de nucleótidos de ARN que podrían haber servido antes de la aparición de una célula viva”.
Temas: