Un charco caliente al sol: una solución para el misterio del ARN

John D. Sutherland, químico de la Universidad de Manchester, ha resuelto (aparentemente) un problema que durante 20 años  ha frustrado a los investigadores que intentan comprender el origen de la vida: cómo las moléculas constituyentes del ARN, los nucleótidos, pueden haberse ensamblado espontáneamente en las condiciones de la Tierra primitiva.

 El descubrimiento, si es correcto, permitiría poner a los investigadores en el camino correcto para comprender muchos de los misterios del origen de la vida. Significaría también que, por primera vez existe una explicación plausible para cómo el ARN surgió mediante procesos naturales a partir de compuestos químicos presentes en la Tierra primitiva.

 Los científicos han sospechado durante mucho tiempo que las primeras formas de vida portaban su información biológica no en el ADN sino en el ARN. Aunque el ADN sea más conocido debido a que almacena la información genética, es el ARN el que lleva a cabo las tareas más complicadas en las células vivas. El ARN parece haber delegado la tarea de almacenamiento de información al más estable ADN hace eones. Si las primeras formas de vida estaban basadas en ARN, entonces la cuestión es explicar como se formaron las primeras moléculas de ARN.

 Durante más de 20 años los investigadores han estado trabajando en este problema. Los nucleótidos del ARN consisten cada uno en una base, una molécula de un azúcar llamado ribosa y un grupo fosfato. Los químicos encontraron rápidamente vías plausibles naturales para que estos componentes se formasen a partir de compuestos químicos naturales. Pero no se conocía una vía natural para que se combinasen todos entre sí. Es lo que Orgel y Joyce llamaron el “casi milagro”. El problema parecía tan insoluble que algunos ya postulaban que debería haber habido una molécula previa al ARN y ya se empezaba a hablar de un mundo pre-ARN.

 En el artículo que se publica hoy en Nature, Sutherland y sus colegas informan de que han encontrado una posible solución al misterio. Explican que han tomado los mismos compuestos de partida que se han usado en otras ocasiones pero han hecho que reaccionasen en diferente orden y en diferentes combinaciones que en los experimentos anteriores. Descubrieron la receta, que no es nada intuitiva, después de 10 años de combinar moléculas de todas las formas posibles.

 De esta manera la formación de dos de los cuatro nucleótidos quedaría explicada. Si los cuatro nucleótidos se forman naturalmente, se combinarían con facilidad para formar una molécula de ARN con una estructura de grupos azúcar y fosfato alternos. Las bases unidas al azúcar forman un alfabeto de cuatro letras en el que se puede representar la información biológica.

 La propuesta de Sutherland establece que las reacciones del origen de la vida tuvieron lugar a temperaturas moderadas, aunque una de de ellas va mejor a 60ºC, y en presencia de luz ultravioleta. Lo que es consistente con un charco caliente evaporándose por la acción del sol directo y  descartaría como lugares de origen las fisuras de los volcanes o las fumarolas hidrotermales del fondo marino.

 Ya en 1871 Darwin escribió a Hooker una carta en la que especulaba que la vida habría comenzado “en algún charquito caliente, con toda clase de sales de amoniaco y fósforo”. Puede que aquí también tenga razón.

 

Más información:

“Synthesis of activated pyrimidine ribonucleotides in prebiotically plausible conditions”; Sutherland et al.; Nature 459, 239-242 (14 May 2009) | doi:10.1038/nature08013

 

[Foto cortesía de Zoa]