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» » » Lateralidad, una clave para el inicio de la historia de la vida

Referencia: Quanta Magazine.org.
por Emily Singer, 26 de noviembre 2014
“New Twist Found in the Story of Life’s Start”

Toda la vida en la Tierra está hecha de moléculas que se orientan en una misma dirección. Pero una nueva investigación revela que esto no siempre ha sido así.

La asimetría de una imagen especular de la vida es uno de los mayores misterios de la biología. Brendan Monroe para Quanta Magazine
Durante 30 años, Gerald Joyce ha estado intentando crear vida. Cuando estudiante de posgrado en la década de 1980, estudió cómo las primeras moléculas de ARN, los primos químicos del ADN, que puede almacenar y transmitir información genética, podrían haberse ensamblado entre sí desde unidades más simples, un proceso que muchos científicos creen que condujo a los primeros seres vivos .

Desafortunadamente, tuvo un problema. A nivel químico, un profundo sesgo permea toda la biología. Las moléculas que componen el ADN y otros ácidos nucleicos, como el ARN, contienen una "lateralidad" inherente. Estas moléculas pueden existir en dos formas de imagen especular, pero la versión diestra sólo se descubre en los organismos vivos. La lateralidad cumple una función esencial en los seres vivos; muchas de las reacciones químicas que conducen nuestras células solamente funcionan con las moléculas de una lateralidad correcta. Sin embargo, los bloques de construcción pre-biológicos de la vida no mostraban un sesgo tan abrumador. Unos eran zurdos y otros diestros. Entonces, ¿a qué se debe la emergencia única de un ARN diestro desde una mezcla de moléculas?

Joyce fue capaz de construir ARN con bloques de construcción diestros, tal como otros lo han hecho antes que él. Pero cuando añadió moléculas zurdas, imitando las condiciones en la Tierra primitiva, todo se detuvo. "En nuestro estudio, dijo Joyce, si tienes ambas formas en el mismo lugar y al mismo tiempo, nada se puede comenzar."

Quiralidad. Muchas moléculas tienen formas
especulares, conocidas como zurdas o
diestras. Un proceso químico podría crear
ambas formas en una molécula dada, pero
los procesos biológicos sólo producen una.
Sus hallazgos, publicados en Nature en 1984, sugerían que para que la vida emergiera, algo tuvo primero que romper la simetría entre las moléculas zurdas y las diestras, un evento bioquímico que llaman "romper el espejo". Desde entonces, los científicos llevan tiempo centrados en la búsqueda del origen de esta lateralidad de la vida en los mundos prebióticos de la física y la química no biológica.


Tres décadas más tarde, las investigaciones más recientes de Joyce han demostrado que tal vez la vida fue lo primero, después de todo. Joyce, ahora en el Instituto de Investigación Scripps en La Jolla, California, y Jonathan Sczepanski, investigador postdoctoral, crearon una enzima de ARN --una sustancia que copia el ARN--, que puede funcionar en la sopa de bloques de construcción tanto zurdos como diestros, proveyendo de un mecanismo potencial sobre cómo algunas de las primeras moléculas biológicas podrían haber evolucionado en un mundo simétrico.

El nuevo experimento, publicado en la edición del 20 de noviembre de Nature, es un nuevo impulso al debate sobre cómo surgió la vida. "Realmente han abierto un nuevo campo de posibles caminos", dijo Niles Lehman, bioquímico de la Portland State University en Oregon, que no participó en el estudio.

Aún más intrigante, la enzima de Joyce y Sczepanski  funciona de manera diferente a otras moléculas de copia de ARN, un descubrimiento que podría tener profundas implicaciones sobre cómo se originó la vida. La enzima es mucho más eficiente y flexible que otras enzimas basadas en el ARN desarrollados hasta la fecha, y puede proporcionar una clave para el objetivo final de Joyce, fabricar la vida desde cero.


- Más información en artículo original, “New Twist Found in the Story of Life’s Start”
- Imagen 1 de Brendan Monroe.
- Imagen 2. Quiralidad.
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