Astroseti.org

Es posible que la “sopa primordial caliente” no sea un requisito indispensable para el inicio de la vida, al menos en “el mundo ARN”.

Nuevos hallazgos están dando apoyo a una teoría de que la vida se originó en el hielo, según dicen algunos investigadores. Si fuera así, agregan, aumentarían las posibilidades de que la vida surgiera en lugares considerablemente más fríos que nuestro planeta.

Algunos investigadores proponen que el hielo podría haber sido un medioambiente ideal para las primeras moléculas auto-replicantes.Crédito: Ken Ryan / U.S. National Science Foundation

La teoría se aparta de la corriente principal de pensamiento sobre los orígenes de la vida, que comúnmente asume que fue necesario un ambiente tibio o cálido y húmedo.

“Las condiciones asociadas con el congelamiento, en lugar de las “cálidas y húmedas”, podrían haber tenido una importancia capital” para las reacciones que llevaron a la vida, escribieron cuatro investigadores para el número online de adelanto del 21 de julio de 2005 del Journal of Molecular Evolution, una publicación de investigación.

Los científicos, entre los que se encuentra Laura F. Landweber de la Universidad de Princeton, Princeton, Nueva Jersey, sostienen que el hielo podría haber resultado ser un medioambiente favorable para la generación de las primeras moléculas auto-replicantes, una pre-condición para la vida.

Estas moléculas habrían sido de los llamados ácidos ribonucleicos o ARN, un primo químico del ADN, que es el que compone los genes.

Muchos investigadores creen que la primera molécula auto-replicante fue el ARN y no el ADN. Esto es así porque el ARN puede hacer varias cosas además de transportar la información genética, que es todo lo que básicamente hace el ADN.

Algunas actividades del ARN parecen ser similares a lo que se requeriría para la auto-replicación, algo que el ADN no puede hacer, estrictamente hablando. El ADN necesita la ayuda de otras moléculas para copiarse a sí mismo. A la vez, el ARN todavía existe en las células vivientes, donde cumple varias funciones; algunas de ellas tan básicas que muchos científicos piensan que el ARN tuvo que estar allí desde el principio.

Nucleótido de ARN.

La teoría de que el ARN fue el principio de todo (una propuesta de 20 años de antigüedad conocida como la “hipótesis del mundo ARN”) sostiene que el ARN fue no solamente la primera molécula auto-replicante, sino que también se encargó inicialmente de la mayoría de las funciones de la vida, tales como el metabolismo y la formación celular.

Muchos biólogos consideran que la hipótesis del mundo ARN es por lo menos plausible, pero que presenta algunos problemas. No resulta fácil explicar cómo podrían haber surgido estas primeras moléculas auto-replicantes de ARN.

Las moléculas de ARN tienden a desintegrarse en condiciones cálidas fuera de las células. Ésto impediría la acumulación, que sería necesaria, de las bastante largas y complejas moléculas de ARN para llevar a cabo los procesos vitales, según dicen Landweber y sus colegas.

Pero los investigadores sostienen que algunas condiciones podrían impedir la desintegración de las moléculas de ARN. Entre esas condiciones se encuentran varios tipos de soluciones acuosas y el congelamiento. Pero el congelamiento pudo haber sido lo que más probablemente ocurrió en la Tierra primitiva, dicen.

Comúnmente, el congelamiento frena las reacciones químicas, razón por la cual los lugares fríos son considerados generalmente como hostiles para la vida. Pero en realidad, el congelamiento acelera algunas de las actividades clave del ARN, sostienen Landweber y sus compañeros.

Esto es así porque el hielo contiene compartimientos diminutos y duros que mantienen a las moléculas en un solo lugar, donde pueden reaccionar conjuntamente. Algunas de estas reacciones resultan en la creación de moléculas más grandes de ARN.

En contraste, en el agua líquida las moléculas no se acercan lo suficiente y tan a menudo como para reaccionar tanto. De esa forma tienden a desintegrarse más rápidamente de lo que pueden reaccionar para crear productos más grandes.

En esencia, los pequeños compartimientos del hielo juegan el papel que actualmente juegan las células, al juntar las moléculas para que reaccionen, según mantienen los investigadores. Las sustancias deshidratadas (una especie de sedimento primordial, por ejemplo) podrían haber proporcionado también una función similar a la del hielo, agregaron, pero el hielo funciona mejor.

El grupo de Landweber llevó a cabo un experimento para comprobar la teoría. Dirigidos por Alexander Vlassov de SomaGenics, una compañía biotecnológica de Santa Cruz, California, los investigadores rompieron en pedazos varias moléculas de ARN que se encuentran en células normales. El proceso produjo más moléculas de ARN, más pequeñas.

Al hacer ésto, los investigadores produjeron moléculas de ARN del tamaño que los biólogos piensan que podrían haber estado disponibles en la Tierra primitiva. Luego, realizaron experimentos para descubrir qué capacidades tenían estas moléculas más pequeñas de ARN.

Al informar sobre sus resultados en el número del 25 de mayo de 2004 de la revista Nucleic Acids Research, los investigadores hicieron notar que estas moléculas rotas de ARN podían todavía llevar a cabo algunas de las funciones cumplidas por el ARN normal, pero que lo hacían solamente cuando estaban en el hielo o en otras condiciones extremas tales como la deshidratación.

Entre estas actividades se incluía la captura y unión de otros trozos de ARN, una actividad conocida como “ligado” y que es similar a la auto-replicación.

Para auto-replicarse completamente, una molécula debe unir otras moléculas de forma tal que se corresponda con la secuencia de trozos químicos que caracterizaba a la primera molécula. Este proceso se conoce como ligado “dirigido por plantilla”.

Pero la ligazón por sí sola (aún sin la auto-replicación) puede acumular moléculas de ARN aún más grandes y complejas, las que de acuerdo con la hipótesis del mundo ARN podrían finalmente desarrollar capacidades auto-replicantes.

La teoría de que un medioambiente helado podría haber ayudado al comienzo de la vida no es nueva. Por ejemplo, algunos científicos propusieron en 1994 que los ciclos repetidos de congelamiento y deshielo podrían acelerar algunas de las reacciones químicas necesarias para la vida.

Ese escenario pudo haber existido en la Tierra primitiva donde, según algunos investigadores, los repetidos impactos de cometas y meteoros podrían haber descongelado periódicamente lo que por otra parte era un medioambiente congelado.

Sin embargo, Landweber y su equipo parecen ser los primeros en proporcionar una idea de como el “mundo ARN” pudo haber encajado en este escenario, según dice Leslie Orgel, un investigador sobre de los orígenes en el Instituto Salk de Estudios Biológicos de San Diego, California.

Europa, la luna helada de Júpiter. ¿Un paraíso para la vida?Crédito: donatoart.com

El trabajo muestra “implicaciones importantes”, dijo Jeffrey L. Bada, director del Centro Especializado en Investigación y Entrenamiento en Exobiología de la NASA en La Jolla, California, uno de los proponentes originales de la teoría del ciclo congelamiento-descongelado.

Aunque Landweber y sus colegas escribieron también que estos ciclos de congelado-descongelado son útiles para los procesos que describen, los mismos no son estrictamente necesarios para su propuesta.

Más aún. En su articulo del Journal of Molecular Evolution escribieron: “Es de hacer notar que se piensa que la luna Europa de Júpiter e incluso Marte contienen grandes cantidades de hielo y agua líquida ahora, o que la han contenido en el pasado”.

La posibilidad de las actividades del ARN en el hielo, agregaron, “da cierta credibilidad a propuestas de que las condiciones bastante extremas de estos lugares extraterrestres podrían haber proporcionado condiciones apropiadas para el surgimiento de la vida”.

Sin embargo, como Sergei Kazakov de SomaGenics hizo notar en un e-mail, el origen de la vida y el mundo ARN no son necesariamente la misma cosa.

“El mundo ARN como una compleja sociedad molecular auto-replicante podría aparecer en múltiples lugares del universo, pero no necesariamente resultarían en la aparición de vida tal como la conocemos”, explicó. Esta transición podría ser en realidad muy poco común, agregó.

“También creo que la Tierra es un lugar posible pero no necesariamente el mejor para el comienzo de un mundo ARN. Apostaría mejor por Europa o un cometa gigante”, continuó. Si la transición a la vida tal como la conocemos ocurrió, agregó, “podría diseminarse por muchos planetas a través de la contaminación cruzada”, trasladada por cometas o meteoritos.

Páginas web relacionadas

-- ¿Nació el ADN en una sopa caliente?
-- Charla de Stephen Hawking: La vida en el universo.
-- Pruebas con Ácido Ribonuleico (ARN)
-- Vida Extraña
-- Iluminando el Origen de la Vida
-- Reflejos Desde un Pequeño Charco Caliente
-- Viendo bosques en el árbol de la vida
-- Sopa Prebiótica: Nueva visita al Experimento de Miller
-- El Mundo ATN

Traducido para Astroseti.org por
Heber Rizzo Baladán

---

Web Site: World Science
Artículo: “Did life begin in ice?”
Fecha: Agosto 09, 2005

---