Entre los científicos que se dedican a estudiar el origen de la vida hay un gran consenso sobre que el primer material genético probablemente fue el ARN
Es importante empezar diciendo que lo que voy a responder
es en parte especulación porque, aunque hay muchas evidencias que indican que
pudo ser así, no podemos tener una certeza total sobre cómo fue el camino recorrido
por la vida en épocas tan remotas como hace 3.850 millones de años. Y lo que
está claro es que no podemos volver a ese momento para ver qué sucedió
realmente.
A pesar de ello, entre los científicos que se dedican a
estudiar el origen de la vida hay un gran consenso sobre que el primer material
genético no pudo ser el ADN (ácido desoxirribonucleico), sino que probablemente
fue el ARN (ácido ribonucleico). Para entender por qué se ha llegado a esa
conclusión debes conocer la forma en que funciona la vida actual. El ADN guarda
la información hereditaria, es decir, las instrucciones sobre cómo es cada ser
vivo, cuáles son sus capacidades y qué es lo que le distingue del resto. Con
esta información la célula va a dirigir la formación de otras moléculas, las
proteínas, que harán funcionar el organismo gracias a su capacidad para formar
estructuras y facilitar las reacciones propias de la vida. Esto, que dicho así
parece muy simple, requiere, sin embargo, mecanismos muy sofisticados para
pasar de la molécula que almacena la información, el ADN, a las moléculas que
la ejecutan, las proteínas. Y estos mecanismos no pudieron aparecer de repente,
sino que son propios de un estado en el que la vida tendría que haber llegado
ya a un alto nivel de complejidad.
El problema alcanza grado de paradoja cuando vemos que los
procesos que tienen lugar para pasar desde el ADN a las proteínas necesitan la
intervención de otras proteínas, las cuales para ser sintetizadas requieren
también información contenida en el ADN. Se plantea algo similar a la
adivinanza que nos contaban de niños: ¿Qué fue antes, el huevo o la gallina? En
este caso, ¿qué fue antes el ADN o las proteínas? La solución parece estar en
otra molécula, el ARN, que tiene las dos capacidades: almacenar información
basada en el orden en que se disponen los nucleótidos que lo componen (como
hace el ADN) y capacidad catalítica, similar a la de las proteínas. Ya el solo
hecho de que el ADN esté en el núcleo y el ARN sea la molécula que va al
ribosoma, la estructura donde va a ser “leído” para dirigir la síntesis de
proteínas, nos dice mucho.
Respecto a la capacidad del ARN para almacenar información
tenemos dos ejemplos actuales en los que esto sucede así. Son los viroides y
los virus de ARN. Los viroides son agentes infecciosos de plantas que están
compuestos solo por ARN que, sorprendentemente, no codifica para proteínas. Es
decir, es la propia molécula de ARN la que es capaz de llevar a cabo todo el
proceso infeccioso en la planta. En los virus de ARN, como su propio nombre
indica, la molécula que almacena la información genética es precisamente el
ARN, aunque en este caso sí contiene información para dar lugar a la síntesis
de las proteínas virales.
Se plantea algo similar a la adivinanza que nos contaban de niños:
¿Qué fue antes, el huevo o la gallina? En este caso, ¿qué fue antes el ADN o
las proteínas?
La otra capacidad del ARN, la de catalizar reacciones, es
posible gracias a que el ARN no forma cadenas dobles en forma de doble hélice
como sucede en el ADN, sino que permanece como cadena sencilla que se pliega
espacialmente en forma de estructuras tridimensionales que maximizan su
estabilidad. Bien, pues en estas estructuras tridimensionales pueden generarse
centros específicos donde se aproximen moléculas de sustrato y reaccionen entre
ellas.
Así, de un modo similar a como lo hacen las proteínas, las moléculas de
ARN pueden catalizar reacciones. Todo esto nos hace pensar que la primera
información genética, o lo que es lo mismo, las primeras moléculas capaces de iniciar
un proceso de evolución darwiniana para dar lugar a la vida actual estaban
formadas por ARN.
En cualquier caso yo no creo que en esa Tierra primitiva
hubiera solo moléculas de ARN. Seguramente había una mezcla muy compleja de
moléculas de ARN que estaban llevando a cabo estos procesos catalíticos y este
almacenamiento de información, pero por otro lado también habría pequeños
péptidos que podrían ayudar en la copia de ese ARN. Porque uno de los problemas
no resueltos es cómo era la copia de esas moléculas informativas, ya que de
momento no se ha conseguido aislar ninguna ribozima capaz de catalizar su
propia replicación. Si pensamos en el origen de la vida, la imagen que puede
venirnos a la cabeza es la de un charco de agua sucia conteniendo moléculas de
lípidos que comenzarían a formar las membranas primitivas, superficies del tipo
de las arcillas que ayudarían al ensamblaje de moléculas complejas y, como
hemos dicho, una mezcla de moléculas que de forma conjunta favorecieran la
emergencia de sistemas capaces de almacenar información y realizar un
metabolismo primitivo.
Ester
Lázaro es investigadora científica.
Experta en Evolución. Centro de Astrobiología (INTA-CSIC)
Cadena de ADN. PIXABAY
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