Por esa razón, muchas de las
investigaciones recientes han enfocado en entender
el origen posible del ARN.
Las moléculas genéticas,
tales como son el ARN y el ADN son
polímeros (cadenas de moléculas pequeñas)
constituidas por estructuras
llamadas nucleótidos.
A su vez, los nucleótidos tienen
tres componentes distintos: un azúcar,
un fosfato, y una base nitrogenada.
Las bases nitrogenadas vienen en cuatro
tipos y constituyen el alfabeto en el que el polímero
codifica la información.
Nucleótido
En un nucleótido, ADN la base
nitrogenada, puede ser A, G, C o T, representando las
moléculas adenina, guanina, citosina, y timina.
En el alfabeto del ARN, la letra U, por
uracil, reemplaza la T.
Las base nitrogenadas son compuestos ricos
en nitrógeno que se agregan entre sí, de acuerdo a
una regla simple: A se une a U (o T), y G se fija a C.
Esos pares de bases forman los
peldaños de la escalera retorcida — la familiar
doble-hélice — y sus apareamientos familiares son
cruciales para la copia fiel de información para que un
célula
pueda reproducirse.
Mientras tanto, el fosfato y el
azúcar forman la espina dorsal de cada filamento de ADN y
ARN.
Las bases nitrogenadas pueden ensamblarse
espontáneamente, en una serie de pasos, de cianuro,
acetileno y agua —
moléculas simples que seguramente estaban presentes en la
mezcla de los químicos primordiales.
Los mismos azúcares pueden acoplarse
de materiales
simples.
Se ha sabido por más de 100
años, que mezclas de
muchos tipos de moléculas de azúcar pueden
obtenerse calentando una solución alcalina de
formaldehido, el que puede que se encontrara presente en el joven
planeta.
El problema, sin embargo, es cómo
obtener la clase correcta
del azúcar — ribosa en el caso del ADN — para hacer
los nucleótidos.
La ribosa, acompañada por tres otros
azúcares relacionados muy estrechamente, puede resultar de
la reacción de dos azúcares más simples que
contengan dos y tres átomos de carbono
respectivamente.
Esta habilidad de la ribosa de
constituirse, de esta manera, todavía no resuelve el
problema de cómo ésta, se volvió tan
abundante en la Tierra
incipiente, ya que esta sustancia es inestable y se decae en,
aún, una solución mínimamente
alcalina.
En el pasado, la última observación, resultó en que muchos
investigadores concluyeran que las primeras moléculas
genéticas no podrían haber contenido
ribosa.
La parte de fosfato de los
nucleótidos presenta otro rompecabezas. El fósforo
— el elemento central del grupo fosfato
— es abundante en la corteza de la Tierra pero
sólo en la forma de minerales que no
se disuelven fácilmente en agua, donde la vida,
presumiblemente, se originó.
Resultando en no ser obvio, cómo los
fosfatos entraron en la mezcla prebiótica.
Las temperaturas muy altas de válvulas
volcánicas pueden convertir materiales ricos en fosfatos
en sus formas solubles, pero las cantidades presentes en volcanes modernos
es mínima.
Una fuente potencial de compuestos
fosfóricos, para el origen de la
vida, es la schreibersita, un mineral comúnmente
encontrado en los meteoros.
En el 2005, Matthew Pasek y Dante Lauretta,
de la Universidad de
Arizona, descubrieron que la corrosión de la schreibersita en agua,
separa su componente fosfórico.
Esta vía parece promisoria, porque
libera el fósforo en una forma que es mucho más
soluble que el fosfato, y mucho más reactiva con compuestos
orgánicos, basados en carbono.
Prosiguiendo
Ya que tenemos un bosquejo de las rutas
potenciales que nos llevan a las núcleos bases, los
azucares y los fosfatos, el próximo paso lógico
sería ver cómo conectar esos compuestos.
Este paso, sin embargo, es el que ha
causado la frustración más intensa en la
investigación de la química
prebiótica por las últimas
décadas.
La mezcla simple de los tres compuestos en
agua no resulta en la formación espontánea de un
nucleótido — principalmente porque cada reacción
acopladora asimismo envuelve la producción de una molécula de agua
— lo que no ocurre a menudo, de manera espontánea, en
una solución acuosa.
Para que los vínculos
químicos se formen, energía debe de estar suplida
por compuestos ricos en la misma, que asistan en la
reacción.
Es posible que muchos de estos compuestos
hayan existido en la Tierra primordial. Sin embargo, en el
laboratorio,
reacciones propulsadas por esas moléculas han resultado
ineficientes o infructíferas.
Este mismo año, John Sutherland y
sus colaboradores en la Universidad de Manchester en Inglaterra,
anunciaron que ellos habían descubierto un modo más
plausible para explicar la formación de los
nucleótidos, que asimismo soslaya el asunto de la
inestabilidad de la ribosa.
En lugar de formar la base nitrogenada y la
ribosa aparte y, luego tratar de mezclarlas, ellos las mezclaron
todas con el fosfato, desde el principio. Lo que produjo una
molécula pequeña llamada 2-aminooxazola, la que
puede concebirse como un fragmento de azúcar
añadida a una porción de base
nitrogenada.
Lo que es más extraordinario, acerca
de este proceso, es
que rayos ultravioletas aplicados a la mezcla, la hacen
"infalible" en la progresión hacia la formación de
la molécula del ARN.
Una vez que tenemos los nucleótidos,
el paso final en la constitución de una molécula de ARN
es la polimerización: el azúcar de un
nucleótido desarrolla un lazo químico con el
fosfato del próximo elemento, de tal manera que los
nucleótidos se ensamblan como si fueran una
cadena.
Este último descubrimiento, refuerza
la idea de que la vida orgánica, pudo haberse originado en
las superficies de algunos minerales.
Enigma de los enigmas
Pero, la capacidad de reproducirse y de
formar otras formas de vida en estos polímeros, aun no se
ha establecido.
Parece plausible, que los primeros
organismos que existieran, pudieron haber dirigido su propia
replicación.
¿Existen alternativas más
simples para los orígenes de la vida?
Yo, creo que no, pero los agnósticos
así creen.
Fin de la lección.
Bibliografía
Larocca, F: (2009) Descubriendo la
estructura molecular del ADN: Una guía para el
neófito en psikis.clLarocca, F: (2008) Orígenes,
de la vida orgánica: El Ribosoma, el ARN y Nuevas
perspectivas en las ciencias biológicas…
en monografías.com
Autor:
Dr. Félix E. F.
Larocca
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