El ARN puede favorecer, aparentemente, proteínas que tengan ambas orientaciones. Algo sorprendente porque, uno de los grandes misterios de la vida es por qué usa moléculas con una orientación específica. El ARN podría ser una pieza clave para realizar un descubrimiento importante en este sentido…
El ARN puede favorecer proteínas en ambas orientaciones… ¿por qué?
El ARN es una molécula importantísima. Siempre se ha planteado que posiblemente albergó las instrucciones de la vida antes de que apareciese el ADN. Ahora, un estudio plantea que el ARN puede favorecer la creación de bloques de proteínas tanto en la orientación de mano izquierda como la de mano derecha. Resolver este misterio podría permitir entender mejor el origen de la vida. Las proteínas son las moléculas de batalla de la vida. Se usan en todo, desde las estructuras como el pelo a las enzimas (que son catalizadores para acelerar o regular las reacciones químicas).
Al igual que las letras del alfabeto, esas moléculas pueden ordenarse de incontables maneras. La vida utiliza 20 aminoácidos diferentes en una enorme variedad de combinaciones. Esto les permite crear millones de proteínas diferentes. Algunas moléculas de aminoácidos pueden crearse de dos maneras. De modo que puede haber versiones espejo, como sucede con nuestras manos. La vida utiliza la variedad de mano izquierda de esos aminoácidos. Aunque la vida basada en aminoácidos de mano derecha, en teoría, debería funcionar perfectamente.
Las dos versiones, sin embargo, se mezclan en muy raras ocasiones en la biología. Es una característica de la vida llamada homoquiralidad. Es un misterio el por qué la vida escogió la variedad de mano izquierda en lugar de la de mano derecha. El ADN (ácido desoxirribonucleico) es la molécula que contiene las instrucciones para la construcción y funcionamiento de un organismo vivo. Sin embargo, el ADN es complejo y especializado. Delega el trabajo de leer las instrucciones en las moléculas del ARN (ácido ribonucleico) y la construcción de proteínas en las moléculas de ribosomas.
El papel del ADN
La especialización y complejidad del ADN lleva a los científicos a pensar que algo más simple debería haber sido su antecesor hace miles de millones de años, durante las primeras etapas de la evolución de la vida. El principal candidato para ello es el ARN, que puede almacenar tanto información genética como construir proteínas. La hipótesis de que el ARN pudo haber precedido al ADN es conocida como la del «mundo de ARN». Si es correcta, entonces quizá algo sobre el ARN provocó que favoreciese las proteínas de mano izquierda.
Sin embargo, el nuevo trabajo muestra que no es así, que el ARN puede favorecer proteínas de ambas manos. Por lo que el misterio es todavía más profundo. ¿Por qué la vida se decantó por las proteínas de mano izquierda? El experimento que han llevado a cabo analizó moléculas de ARN que actúan como enzimas para fabricar proteínas. Se llaman ribozimas. El experimento muestra que pueden favorecer aminoácidos de ambas orientaciones. Esto apunta a la idea de los mundos de ARN y lo que implica para los aminoácidos.
Porque, según explican los investigadores, no sería necesario tener un sesgo fuerte para la formación de aminoácidos que se observa en la biología. En el experimento, los investigadores simularon las posibles condiciones, en la infancia de la Tierra, del mundo de ARN. Han incubado una solución que contenía ribozimas y precursores de aminoácidos para ver los porcentajes relativos, del aminoácido fenilalanina, de mano izquierda y derecha que produciría. Probaron 15 combinaciones diferentes de ribozimas y descubrieron que pueden favorecer ambas orientaciones.
Las implicaciones de que el ARN puede favorecer proteínas de ambas orientaciones
Estas pruebas sugieren que el ARN, en un principio, no tenía una predisposición química inicial por una forma de aminoácidos. Esta ausencia de preferencia es un desafío para la percepción de que la vida, en sus primeras etapas, estaba predispuesta a seleccionar aminoácidos de mano izquierda, que son dominantes en las proteínas modernas. La historia prebiótica de la Tierra está más allá de la parte más antigua del registro fósil, que ha sido eliminado por las placas tectónicas y su lento movimiento. En esa época, la Tierra pudo ser bombardeada por asteroides.
Que, de ser así, seguramente trajeron algunos de los bloques básicos de la vida, como los aminoácidos. De manera paralela a los experimentos químicos, otros investigadores han analizado las evidencias moleculares de meteoritos y asteroides. Comprender las propiedades químicas de la vida, explican los investigadores, ayuda a determinar en qué fijarse en la búsqueda de la vida a lo largo del Sistema Solar. Además, se ha hablado de las muestras recogidas por la misión OSIRIS-REx en su visita al asteroide Bennu. Esas muestras están siendo analizadas en estos momentos.
Se está estudiando la quiralidad de aminoácidos individuales en esas muestras. En el futuro, las muestras que se recojan en Marte también podrán ser puestas a prueba en laboratorios, en busca de evidencias de posible vida. Entre esos análisis estará el estudio de ribozimas y proteínas. Todo este trabajo, y muchos otros, permitirán que poco a poco nos acerquemos a entender mejor cómo surgió la vida en nuestro planeta. Así como de qué manera podría aparecer en otros mundos, no solo del Sistema Solar, si no de toda la galaxia y otros lugares del cosmos…
Estudio
El estudio es J. Kenchel, A. Vázquez-Salazar, R. Wells et al.; «Prebiotic chiral transfer from self-aminoacylating ribozymes may favor either handedness». Publicado en la revista Nature el 12 de septiembre de 2024. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: NASA
