Científicos israelíes: la vida pudo haberse originado con partículas lipídicas

Enlace Judío.- Actualmente, la principal hipótesis dentro de la comunidad científica es que la vida se desarrolló a partir de moléculas de ARN, conocidas por su capacidad de autorreplicación, informó Weizmann Wonder Wander.

Las respuestas a las preguntas más importantes de la vida, el cuándo, el qué y el cómo de sus orígenes, aún no se han resuelto por completo. Actualmente, la principal hipótesis dentro de la comunidad científica es que la vida se desarrolló a partir de moléculas de ARN, conocidas por su capacidad de autorreplicación. Sin embargo, durante las últimas dos décadas, el profesor Doron Lancet, del Departamento de Genética Molecular del Instituto Weizmann de Ciencias, ha estado nadando contra las corrientes de la *sopa primordial. “Es muy improbable que el origen de la vida se remonte a una sola molécula compleja como el ARN“, dice Lancet, “pero es más probable que se trate de ensamblajes de compuestos químicos simples que pueden formarse espontáneamente y reproducirse como un todo”.

Para demostrar la viabilidad de esta línea de tiempo alternativa, Lancet ha desarrollado un modelo de química computacional que hasta ahora se ha considerado una teoría en busca de apoyo experimental. En sus artículos publicados recientemente, Lancet y los estudiantes de investigación Amit Kahana y Svetlana Maslov presentan, por primera vez, un compendio convincente de datos experimentales que corroboran su modelo del origen de la vida.

La NASA define la vida como un “sistema químico capaz de reproducirse y experimentar una evolución darwiniana”. Por lo tanto, la respuesta a la pregunta sobre el origen de la vida podría estar en la búsqueda de la entidad química más simple que cumpla con estas condiciones. Una de las principales advertencias en la suposición de que el ARN fue la primera entidad de este tipo en materializarse en la sopa primordial, el entorno caótico del que surgió la vida, es que es una molécula muy compleja que, probabilísticamente, no podría haber surgido espontáneamente. Las moléculas de ARN que pueden replicarse consisten en decenas, y a menudo cientos, de unidades moleculares discretas organizadas linealmente. Estas unidades, a su vez, se supone que se destilan de un medio que contiene millones de otras moléculas diferentes, una hazaña casi imposible. Si el error más pequeño ocurre en este intrincado rompecabezas, la molécula de ARN simplemente no se replicará. Si bien los acérrimos defensores de la hipótesis del ARN admiten las deficiencias del modelo, aún no han podido encontrar una alternativa favorable.

Entonces, si no es el ARN, ¿qué podría considerarse la base de la vida, el primer sistema químico en reproducción y evolución? Los opositores al paradigma del ARN han argumentado durante mucho tiempo que la respuesta a esta pregunta no puede resolverse al nivel de una sola molécula. “Dentro de las células”, dice Lancet, “ninguna molécula puede duplicarse por sí sola; es todo el conjunto celular el que se reproduce”. Dentro de la célula, está en funcionamiento una red catalizada de reacciones químicas, responsable de absorber y producir copias adicionales de todos los componentes de la célula. Durante el ciclo celular, este conjunto crece y luego se divide, con la descendencia similar a la “madre”, así como entre sí.

Las micelas pueden crear copias de su composición molecular a medida que se desarrollan, y luego se dividen, lo que recuerda cómo se comportan las células.

Los conjuntos moleculares propuestos por Lancet como las primeras entidades reproducibles se denominan micelas: esferas a nanoescala del tamaño de virus, compuestas de moléculas de lípidos. Estos poseen una propiedad única: están formados por una cabeza que “ama” el agua y una cola que “odia” el agua. Esta disposición permite que los lípidos realicen su tarea como principal componente estructural de las membranas que rodean a cada célula viva, así como para formar estructuras micelares significativamente más pequeñas.

Las micelas también constituyen una parte importante de nuestra vida cotidiana. El jabón para lavar platos, por ejemplo, se compone de detergentes similares a los lípidos. Cuando el jabón entra en contacto con el agua, normalmente se forman micelas que pueden atrapar partículas grasosas en el interior donde se organizan las colas que “odian” el agua. Aparte del jabón, se ha demostrado que las moléculas de lípidos podrían haberse formado en la Tierra antigua e incluso pueden haber llegado aquí transportadas en meteoritos. Estudios previos de Lancet han proporcionado evidencia adicional de que las estructuras micelares, a diferencia del ARN, podrían haberse formado fácilmente de forma espontánea en el entorno primordial caótico.

Para que las micelas lipídicas sean consideradas candidatas para el origen de la vida, deben mostrar propiedades catalíticas, es decir, capacidad para acelerar los procesos de reacción. En su primer artículo, los investigadores presentan pruebas exhaustivas precisamente de eso: diversos casos de catálisis de lípidos. Estos hallazgos, derivados inesperadamente de la industria química, respaldan la idea de que las micelas pueden imitar a las células actuales. Los investigadores también analizaron estudios que implementaron el modelo computacional de Lancet para predecir el comportamiento de los lípidos en una variedad de condiciones.

Estos estudios demuestran que las micelas pueden crear copias de su composición molecular a medida que se desarrollan, y luego se dividen, lo que recuerda cómo se comportan las células.

¿Y qué pasa con la evolución? Dado que la replicación micelar es propensa a errores, similar a cómo el ADN adquiere mutaciones espontáneas y aleatorias, podría impulsar los procesos evolutivos. Los investigadores también abordan este aspecto al introducir nuevas rutas por las cuales las micelas podrían haber evolucionado para volverse gradualmente más complejas, hasta convertirse en lo que se conoce como protocélulas, simples precursores de las células modernas. En el segundo artículo, los científicos proporcionan más pruebas bioquímicas de que los grupos químicos, unidos a la superficie de las micelas “amantes del agua”, pueden formar sitios de reconocimiento molecular, comparables a los que se encuentran en las proteínas actuales.

Aunque el modelo micelar del origen de la vida se relaciona con las crónicas de la vida en la Tierra, también podría impactar en la búsqueda de vida extraterrestre. El mandato predominante para la mayoría de las misiones espaciales en la actualidad se centra en la búsqueda de moléculas de ARN y proteínas, o sus precursores. Sin embargo, los nuevos documentos sugieren que puede valer la pena que los rovers que recorren las llanuras desérticas de Marte también busquen evidencia de otras entidades químicas. “Las formas de vida que se originaron y desarrollaron en diferentes planetas probablemente serían muy diversas”, dice Lancet, “pero creemos que los comienzos más humildes, ejemplificados por las micelas, pueden ser comunes a la vida en muchos lugares de nuestro sistema solar”.

Los avances en el estudio del origen de la vida podrían impulsar muchas otras áreas de investigación, incluida la vida sintética y la catálisis orgánica. Pero no menos importante es que estos documentos podrían catalizar un cambio de paradigma en el campo. “Este es un momento decisivo”, dice Lancet. “Por primera vez, pudimos reunir datos completos, tanto computacionales como experimentales, de que el modelo micelar debería percibirse como una alternativa plausible al modelo de ARN más ampliamente respaldado”. Ahora solo queda resolver los conflictos y esperar el nacimiento de un consenso dentro de la comunidad científica.

*El caldo primigenio, también llamado caldo primordial, primitivo, primario, de la vida, sopa primitiva, ​ prebiótica​ o nutricia, entre otras denominaciones, es una metáfora empleada para ilustrar una hipótesis sobre el origen de la vida en nuestro planeta. Wikipedia

Reproducción autorizada con la mención siguiente: ©EnlaceJudío