El ARN sintético puede construir péptidos, insinuando los comienzos de la vida
ARRIBA: ISTOCK.COM, LUISMMOLINA
Durante mucho tiempo se pensó que el ARN era una molécula clave en la sopa primordial que fue la Tierra un hace unos miles de millones de años, porque no solo puede almacenar información genética, sino que también actúa como una enzima, dos funciones clave necesarias para el desarrollo de la vida tal como la conocemos. Pero si la vida basada en el ARN realmente existió, cómo se veía y cómo evolucionó hasta convertirse en los organismos basados en el ADN, el ARN y las proteínas de hoy siguen siendo preguntas abiertas.
Ahora, un estudio publicado ayer (11 de mayo) en Nature apunta a la posibilidad de que los ARN puedan haber jugado un papel en la construcción de proteínas tempranas simplemente uniendo aminoácidos entre sí. Thomas Carell, químico orgánico de la Universidad Ludwig Maximilian de Munich en Alemania, y sus colegas crearon moléculas de ARN sintéticas que podrían producir péptidos de hasta 15 aminoácidos de longitud.
El descubrimiento abre vastas y fundamentalmente nuevas vías de búsqueda de la evolución química temprana, cuenta a Nature Bill Martin, que estudia evolución molecular en la Universidad Heinrich Heine de Dsseldorf en Alemania pero no participó en el estudio. Loren Williams, químico biofísico de Georgia Tech, quien tampoco participó en la investigación, agrega: Si los orígenes del ARN y los orígenes de la proteína están vinculados, y su aparición no es independiente, entonces las matemáticas cambian radicalmente a favor de un mundo de proteína ARN y lejos de un mundo de ARN.
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Los investigadores diseñaron las moléculas de ARN para incluir dos nucleósidos modificados que se encuentran en los ribosomas, enzimas formadas por ARN y proteínas que sintetizan proteínas a partir de transcritos de ARN. Según Nature, los científicos han considerado que estas bases inusuales o no canónicas son rastros de los componentes del antiguo caldo primordial del que surgió la vida. El hecho de que los ARN que contenían un par de estos nucleósidos fueran capaces de unir aminoácidos y unirlos para formar péptidos es un hallazgo muy emocionante, dice Martin a Nature, no solo porque traza una nueva ruta para formación de péptidos basados en ARN, sino porque también descubre un nuevo significado evolutivo para las bases modificadas de ARN que ocurren naturalmente.
La idea de que los ARN y los péptidos podrían haber interactuado en los primeros días de la vida en la Tierra proporciona una forma que la vida podría haber evolucionado inicialmente sin ribosomas. Eso es útil porque los ribosomas son estructuras complejas cuyo origen no está muy claro, dice a Science Claudia Bonfio, química del origen de la vida en la Universidad de Estrasburgo que no participó en el trabajo. Es un avance importante.
Todavía quedan muchas preguntas, incluido cuándo y cómo las moléculas de ARN antiguas pueden haber comenzado a codificar los péptidos que ayudan a formar. Carell le dice a Nature que es posible que ciertos ARN se plieguen de tal manera que se unan a aminoácidos particulares en una forma rudimentaria de codificación genética. Además, agrega, si estas moléculas híbridas de ARNpéptido pudieran replicarse, podrían haber evolucionado para volverse más eficientes. Si la molécula puede replicarse, tienes algo así como un mini organismo.