NeoFronteras

ARN cooperativo

Área: Biología — martes, 23 de octubre de 2012

Las primeras moléculas de ARN no podrían ejecutar ciertas tareas de manera independiente y, por tanto, necesitarían de otras para trabajar en equipo y llevarlas a término.

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Nunca sabremos cómo se originó la vida, sea en este planeta o en cualquier otro. Quizás podremos algún día muy lejano saber cómo pudo originarse la vida, pero no como fue exactamente. A no ser que inventemos una máquina del tiempo, algo que ya sabemos que es imposible.
El problema es que no quedan prácticamente restos fósiles de la química que hubo en aquel momento, así que no se puede deducir o inferir qué paso. La situación suele ser una proliferación de hipótesis que son casi todas compatibles con la información escasa de la que se dispone.
La alternativa, que es normalmente lo que se hace, es ir al laboratorio, simular las posibles condiciones y ver qué pasa. Posiblemente nunca conseguiremos crear vida así, pero aunque se consiga solamente nos diría que existe al menos un posible escenario que es ese en concreto, pero no que fuera así exactamente.
De momento nos tenemos que conformar con algunos pequeños resultados. El último de ellos nos dice que el origen de la vida pudo darse gracias a la cooperación entre moléculas de ARN, en lugar de la competición entre las mismas. Es darle la vuelta a los mecanismos darwinista tradicionales.
La idea es que esas primeras moléculas no podrían ejecutar ciertas tareas de manera independiente y, por tanto, necesitarían de otras para trabajar en equipo y llevarlas a término. Niles Lehman (Portland State University) y sus colaboradores han conseguido recrear por primera vez estas redes químicas de moléculas en cooperación.
Desde hace tiempo se planteó la hipótesis de un mundo de ARN porque esta molécula puede también almacenar información, pero, a diferencia del ADN, puede tener cualidades catalíticas. Pero esta idea presenta un problema en sus fases iniciales. Estas moléculas de ARN tuvieron que crecer rápido en tamaño para así almacenar más información, pero esto las hizo más susceptibles a los errores. Si se acumulan muchos de estos errores es casi seguro que se destruye la información que portan sin que el efecto de las “mutaciones beneficiosas” ejerza una acción positiva. Para evitar esta catástrofe las primeras moléculas replicantes pudieron compartir su información con otras moléculas cooperantes similares. De este modo, la red de cooperación podría funcionar siempre y cuando sobrevivieran suficientes copias de las moléculas.
Estos investigadores crearon en un principio tres tipos de moléculas de ARN defectuosas que podían repararse entre sí, de tal modo que A reparaba a B, B reparaba a C y C reparaba a A. Entonces pusieron todas ellas en un tubo de ensayo y observaron qué es lo que pasaba. Vieron que la red colectiva funcionaba bien y que la cooperación entre las moléculas funcionaba en donde el sistema competitivo y “egoísta” no lo hacía.
En estudios previos ya se había demostrado que esto era posible con dos moléculas. En este caso se ha visto que era posible crear una red de este tipo con tres moléculas diferentes, lo que abre las puertas a redes con más moléculas de distinta clase. Según Lehman si se puede ir de 2 a 3 entonces se puede ir 3 a cualquier otro número. Lehman repitió el estudio con 48 tipos de fragmentos de ARN y parece que también se formaba una red en la que finalmente estaban involucrados los 48 tipos distintos.
Quizás algo similar pasó en el origen de la vida en la Tierra en la época del mundo de ARN, lo que hubiera permitido la construcción de sistemas complejos. Este trabajo sería una prueba experimental de que algo así pudo ser posible.
Estas redes tendrían aún más ventaja si los componentes moleculares se agregasen espacialmente. Philip Bevilacqua (Penn State University) y sus colaboradores han estudiado el ARN denominado “ribozimas de cabeza de martillo”, que son moléculas capaces de cortase a ellas mismas en trozos. Ayudan al ARN a formar agregados en una disolución de glicol polietileno y dextrano. Estos dos componentes se separan en lugar de mezclarse provocando que la ribozima, que es más soluble en la parte dextrano, se concentre aún más. Encontraron que esto aumentaba la reacción en el ARN en 70 veces. Quizás algo similar, un orificio o poro en la roca pudo dar a las moléculas prebióticas el empuje necesario para que la vida comenzara.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3945

Fuentes y referencias:
NewScientist.
Artículo original.
Artículo original.
Vídeo en You Tube.

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7 Comentarios

  1. Pocosé:

    Lo cual implica que las redes de cooperación mas eficaces se irían imponiendo a las menos eficaces.
    No puedo imaginar una vida sin una cooperación e interdependencia, entre diferentes moléculas, entre diferentes orgánulos, entre diferentes células, entre diferentes organismos… Su diversidad y eficacia tampoco puede imaginarla sin competencia.
    ¿Porque habría de ser diferente en una previda?
    Saludos a todos.

  2. tomás:

    Amigo Pocosé:
    La primera frase de tu comentario resume, para mí, toda esta aparente controversia entre la competencia y la colaboración: Hablas de “redes de cooperación” y, como contrapartida, esa reacción similar a la del “principo de acción-rección newtoniano” que intuyo universal en todos los órdenes de la realidad. Esa reacción es la competencia por la que “se irían imponiendo a las menos eficaces”.
    Por tanto, en la evolución, e incluso en las sociedades se dan una y otro causa-efecto dinámicos.
    Un abrazo.

  3. tomás:

    Quizá mejor “dinámico-cíclicos”.

  4. Miguel Ángel:

    Amigo Pocosé:

    Creo que das en el clavo, es evidente que sin cooperación no habría surgido la vida la compleja.
    Sobre lo que comentas de la competencia, es similar a lo que ocurre a un nivel superior en las guerras, donde es importante buscar aliados que cooperen. “La unión hace la fuerza”

    Te mando mis felicitaciones y un sincero abrazo.

  5. Miguel Ángel:

    Amigo tomás:

    Sobre tu propuesta de bandera de La Tierra, por alguna razón desconocida no entran mis mensajes en la sección de opinión. Me parece muy original tu propuesta de centrarla en el meridiano 180 y la podríamos añadir a las propuestas ya existentes, de ellas, la que más me gusta es la de Cadleen en 1970 en la que aparece el color negro del espacio exterior.

    Otro abrazo.

  6. tomás:

    Amigo Miguel Ángel:
    Pues no sabía nada de que hubiera propuestas. Por tanto he mirado en Wikipedia y la que más me ha gustado es la primera que muestra a la Tierra vista desde el espacio, debida a John McConnell aunque preferiría un fondo negro y estrellado real.
    En cuanto a la que se me ocurrió, podría modificarse poniendo la Antártida según lo hace la segunda, de autor desconocido que se recoge en “Otras propuestas” del mismo artículo. Su proyección es muy ajustada a la realidad; debe ser la Winkel-Tripel modificada para acoger la Antártida y, creo, para dar su mejor aproximación a la realidad de las superficies. En resumen, que la mía sería esa, mas que centrada en el meridiano 180º -pero no sé si preferir 180ºE o 180ºO-.
    Siempre agradecido por tus benévolas opiniones, recibe un fuerte abrazo.

  7. tomás:

    Sigo dándole vueltas al proyecto de la bandera y pienso que, puesto que el Sol y la Luna son de todos o no son de nadie, como se quiera, deberían ser acogidos, cuando además, son tan importantísimos para la Tierra. Podrían dedicarse a ellos los ángulos superiores de la imagen espacial espacial de McConnell.
    Pero ¿Desde qué ángulo cogemos al Sol? ¡Vaya problema! Bueno, lo dejo.

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