Trazando un enlace metálico

Trazando un enlace metálico

Por :Heber Rizzo

La utilización de metales traza por parte de los organismos modernos deriva probablemente de cambios en la química del océano antiguo.

Se cree que la disponibilidad de metales traza fue producida por el aumento causado biológicamente del oxígeno atmosférico hace unos 2 300 millones de años. El desarrollo de la fotosíntesis afectó la disponibilidad de los metales traza, y por lo tanto cambió el curso de la evolución de la vida sobre la Tierra.

Basado en un comunicado de UC San Diego

Investigadores en biología computacional y en ciencia marina han combinado sus diversos conocimientos y descubierto que el uso de metales traza por los organismos de la actualidad deriva probablemente de grandes cambios ocurridos durante escalas temporales geológicas en la química del océano.

Utilizando por primera vez para este estudio las estructuras proteínicas, la investigación establece una de las influencias que la geoquímica tiene sobre la vida.

El estudio, publicado en los Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS), buscó verificar la teoría de que el aumento en el oxígeno atmosférico ocurrido hace 2 300 millones de años, y las modificaciones consiguientes en la química oceánica, llevaron a cambios en los tipos de metales utilizados en las estructuras proteínicas. Se piensa que tales cambios llevaron a la diversificación y al aumento de la complejidad en la vida que vemos actualmente.

Los científicos Chris Dupont, Song Yang, Brian Palenik y Philip Bourne del Centro Supercomputador de San Diego (SDSC), del Instituto Scripps de Oceanografía y de los departamentos de química y bioquímica y farmacología de la Universidad de California, San Diego (UCSD), analizaron las características de unión metálica de todas las estructuras proteínicas conocidas que se encuentran en todos los reinos de la vida.

Las estructuras proteínicas son ideales para este estudio, dijo Bourne, porque se conservan mucho más que las secuencias proteínicas utilizadas tradicionalmente para tales estudios y porque, aún más, la unión metálica puede ser inferida directamente.

Utilizando datos generados por Dupont y Yang, el grupo estableció que los tres súper-reinos de la vida, Archaea, Bacteria y Eukarya, usan todos ellos a los metales en forma diferente. Las diferencias reflejan la disponibilidad de tales metales en el océano cuando evolucionaron los respectivos súper-reinos.

Los autores llegan a la conclusión de que estas tendencias conservadas son impresiones proteómicas de cambios en la biodisponibilidad de metales traza en el antiguo océano, que resaltan un gran cambio evolutivo en la utilización biológica de los metales traza.

Se cree que los cambios en la disponibilidad de los metales traza fueron producidos por el aumento, causado biológicamente, del oxígeno atmosférico hace unos 2 300 millones de años, destacando la co-evolución de la biología y de la geoquímica en una escala global.

En este caso, un fenómeno biológico, la fotosíntesis, cambió la disponibilidad de metales traza en los océanos, dijo Dupont, resultando en un cambio recíproco en la evolución biológica que todavía puede ser observado en la actualidad.

El grupo hace notar que tales estudios, que relacionan las ciencias terrestres con las ciencias de la vida, son limitados, y ciertamente nadie ha mirado a esta área tan emocionante desde la perspectiva de la estructura proteínica. Esperamos que esto estimulará a otros para dedicarse a trabajos interdisciplinarios de este tipo.

Tales estudios interdisciplinarios resultan de enorme interés para la astrobiología y ayudarán a clarificar las conexiones entre los cambios históricos del medioambiente de la Tierra y la evolución de la vida.