Loading...
updated 8:58 PM CET, Nov 24, 2017

Encuentran potencial 'eslabón perdido' en la química que condujo a la vida en la Tierra

Ratio: 5 / 5

Inicio activadoInicio activadoInicio activadoInicio activadoInicio activado
 
Encuentran potencial 'eslabón perdido' en la química que condujo a la vida en la Tierra - 5.0 out of 5 based on 1 vote

origen de la vida en la Tierra

Una reacción química llamada fosforilación puede haber sido crucial

Los químicos del Instituto de Investigación Scripps (TSRI) han encontrado un compuesto que puede haber sido un factor crucial en los orígenes de la vida en la Tierra.

Los investigadores de orígenes de la vida han planteado la hipótesis de que una reacción química llamada fosforilación puede haber sido crucial para el ensamblaje de tres ingredientes clave en las primeras formas de vida: cadenas cortas de nucleótidos para almacenar información genética, cadenas cortas de aminoácidos (péptidos) para hacer el trabajo principal de las células y lípidos para formar estructuras encapsulantes, como las paredes celulares.

Sin embargo, nadie había encontrado un agente fosforilante que estuviera plausiblemente presente en la Tierra primitiva y pudiese haber producido estas tres clases de moléculas una al lado de la otra en las mismas condiciones realistas. Los químicos de TSRI han identificado ahora ese compuesto: diamidofosfato (DAP).

"Sugerimos una química de fosforilación que podría haber dado lugar, todos en el mismo lugar, a oligonucleótidos, oligopéptidos y estructuras similares a células para encerrarlos", dijo el autor principal del estudio Ramanarayanan Krishnamurthy, profesor asociado de química en TSRI. "Eso, a su vez, habría permitido otras químicas que antes no eran posibles, lo que podría conducir a las primeras entidades vivientes simples basadas en células".

fosforilación

El estudio, publicado ayer en Nature Chemistry, es parte de un esfuerzo continuo de científicos de todo el mundo para encontrar rutas plausibles para el épico viaje de la química prebiológica a la bioquímica basada en células.

Otros investigadores han descrito reacciones químicas que podrían haber permitido la fosforilación de moléculas prebiológicas en la Tierra primitiva. Pero estos escenarios han involucrado diferentes agentes de fosforilación para diferentes tipos de moléculas, así como diferentes y a menudo poco comunes ambientes de reacción.

"Ha sido difícil imaginar cómo estos procesos muy diferentes podrían haberse combinado en el mismo lugar para producir las primeras formas de vida primitivas", dijo Krishnamurthy.

Él y su equipo, incluidos los coautores Clémentine Gibard, Subhendu Bhowmik y Megha Karki, todos investigadores postdoctorales asociados en TSRI, mostraron primero que el DAP podría fosforilar cada uno de los cuatro bloques de nucleósidos de ARN en agua o un estado similar a una pasta bajo una amplia gama de temperaturas y otras condiciones.

Con la adición del catalizador imidazol, un compuesto orgánico simple que estaba plausiblemente presente en la Tierra primitiva, la actividad de DAP también condujo a la aparición de cadenas cortas similares a ARN de estos bloques de construcción fosforilados.

Además, DAP con agua e imidazol fosforilaron eficientemente los componentes lipídicos del glicerol y los ácidos grasos, lo que condujo al autoensamblaje de pequeñas cápsulas de fosfolípidos llamadas vesículas, versiones primitivas de las células.

El DAP en agua a temperatura ambiente también fosforiló los aminoácidos glicina, ácido aspártico y ácido glutámico, y luego ayudó a unir estas moléculas en cadenas cortas de péptidos (los péptidos son versiones más pequeñas de proteínas).

Diamidophosphate

"Con DAP y agua, y estas suaves condiciones, puedes hacer que estas tres importantes clases de moléculas prebiológicas se unan y se transformen, creando la oportunidad para que interactúen juntas", dijo Krishnamurthy.

Krishnamurthy y sus colegas han demostrado anteriormente que DAP puede fosforilar de manera eficiente una variedad de azúcares simples y así ayudar a construir carbohidratos que contienen fósforo que habrían estado involucrados en las formas de vida temprana. Su nuevo trabajo sugiere que DAP podría haber tenido un papel mucho más central en los orígenes de la vida.

"Me recuerda a la hada madrina en Cenicienta, que agita una varita y 'poof', 'poof', 'poof', todo lo simple se transforma en algo más complejo e interesante", dijo Krishnamurthy.

La importancia de DAP para poner en marcha la vida en la Tierra podría ser difícil de probar varios miles de millones de años después del hecho. Krishnamurthy señaló, sin embargo, que los aspectos clave de la química de la molécula todavía se encuentran en la biología moderna.

"DAP fosforila a través de la misma rotura de enlace fósforo-nitrógeno y en las mismas condiciones que las proteínas quinasas, que son omnipresentes en las formas de vida actuales", dijo. "La química de fosforilación de DAP también se parece mucho a lo que se ve en las reacciones en el corazón del ciclo metabólico de cada célula".

Krishnamurthy planea ahora seguir estas pistas, y también se asoció con los primeros geoquímicos de la Tierra para tratar de identificar fuentes potenciales de DAP, o compuestos de fósforo-nitrógeno que actúen de manera similar, que estaban en el planeta antes de que surgiera la vida.

"Puede haber habido minerales en la Tierra primitiva que liberaron tales compuestos de fósforo y nitrógeno en las condiciones adecuadas", dijo. "Los astrónomos han encontrado evidencia de compuestos de fósforo y nitrógeno en el gas y el polvo del espacio interestelar, por lo que es plausible que tales compuestos estuvieran presentes en la Tierra primitiva y desempeñaran un papel en la aparición de las moléculas complejas de la vida".

Artículo científico: Phosphorylation, oligomerization and self-assembly in water under potential prebiotic conditions

Ya que estás aquí...

... tenemos un pequeño favor que pedirte. Más personas que nunca están leyendo Vista al Mar pero muchas menos lo están pagando. Y los ingresos por publicidad en los medios están cayendo rápidamente. Así que puedes ver por qué necesitamos pedir tu ayuda. El periodismo divulgador independiente de Vista al Mar toma mucho tiempo, dinero y trabajo duro para producir contenidos. Pero lo hacemos porque creemos que nuestra perspectiva es importante, y porque también podría ser tu perspectiva.

Si todo el que lee nuestros artículos, que le gustan, ayudase a pagar por ello, nuestro futuro sería mucho más seguro. Gracias.

Hacer una donación a Vista al Mar