Es posible que se hayan formado componentes básicos de la vida en las gotas de agua
PXHERELas reacciones en pequeñas gotas de agua pueden haber dado lugar a algunas de las moléculas esenciales para el origen de la vida.
Estas reacciones, que requieren mucha energía en grandes cubas de líquidos, son casi espontáneas en pequeñas gotas, informan los investigadores hoy (23 de octubre) en las Proceedings of the National Academy of Sciences. El hallazgo sugiere que los componentes básicos de la vida, incluidos el ADN, el ARN y los materiales utilizados en las paredes celulares y el almacenamiento de energía, pueden haberse generado en la niebla y el rocío marino en la Tierra primitiva.
“¿Sucedió esto? hace miles de millones de años? No lo sabemos”. el coautor del estudio, Richard Zare, químico de la Universidad de Stanford, le dice a The Scientist. «Pero este es un mecanismo plausible para la química prebiótica».
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Zare y sus colegas querían ver si el rocío del mar podría haber jugado un papel en las reacciones que generaron material prebiótico, por lo que usaron gas nitrógeno para generar una fina niebla a partir de una solución de azúcar, una base de ARN llamada uracilo y ácido fosfórico. Después de unos 300 milisegundos, el equipo olió los compuestos resultantes en la niebla utilizando un espectrómetro de masas y descubrió que incluían fosfatos de azúcar y un componente de uridina del ARN formado por uracilo más un azúcar simple.
Los compuestos iniciales había sufrido reacciones de fosforilación, el equipo realizó un hallazgo significativo porque la fosforilación es fundamental para todo el metabolismo en la vida actual. Los organismos utilizan enzimas para catalizar las reacciones, pero estos procesos deben haber ocurrido de forma no enzimática en el entorno prebiótico para generar compuestos orgánicos fosforilados, señala el biólogo de la Universidad de California, Santa Cruz, David Deamer, en un correo electrónico a The Scientist. . La química de los aerosoles es una posibilidad de cómo podría haber sucedido, dice.
Las reacciones de fosforilación son un ejemplo clásico de cómo las moléculas orgánicas simples se transforman en biopolímeros de alta energía. Comprender cómo se forman tales polímeros sigue siendo un desafío en la investigación del origen de la vida, escribe Veronica Vaida, química física de la Universidad de Colorado Boulder, en un correo electrónico a The Scientist. Los resultados del nuevo estudio muestran que las reacciones entre el ácido fosfórico y los azúcares pueden ocurrir sin una carga externa, materia condensada o fosfatos orgánicos como fuente de energía, señala; en consecuencia, pueden haber ocurrido en las condiciones presentes en la Tierra antigua.
Vaida agrega que, en su mayor parte, solo los respiraderos hidrotermales, las rocas, las arcillas, los minerales y el océano en su conjunto se han considerado como prebióticos. ambientes de reacción. En 2000, ella y sus colegas propusieron que los aerosoles atmosféricos podrían ser reactores químicos prebióticos. El nuevo artículo ofrece evidencia convincente de que esta hipótesis puede ser correcta, dice ella.
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Si las reacciones de fosforilación fundamentales tuvieron lugar en las gotas de agua, ¿qué sucedió después? a las moléculas resultantes? Si los aerosoles fueran producidos por la acción de las olas en el océano, simplemente volverían a caer en la fase de agua y los fosfatos de azúcar se hidrolizarían después de un tiempo, sugiere Deamer. Sin embargo, si fueran producidos por olas rompiendo en la costa, los aerosoles caerían en las piscinas de agua dulce cercanas, tal como lo hacen ahora en lugares como Hawái. Los compuestos orgánicos se concentrarían a medida que las piscinas se evaporaran, y esto permitiría que comenzara otra serie de reacciones, incluida la incorporación de fosfatos de azúcar en polímeros como los ácidos nucleicos.
Pero como reconoce Zare, no podemos saber por Por supuesto. No estábamos allí.
Yo. Nam et al., Producción abiótica de fosfatos de azúcar y ribonucleósido de uridina en microgotas acuosas, PNAS, doi: 10.1073/pnas.1714896114, 2017.
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