La vida se basa en un complejo sistema de almacenamiento de información en el ADN y la conversión de esa información en el ARN produce las proteínas que realizan las funciones que permiten que nuestras células y nosotros sobrevivamos.
Comprender el origen de la vida requiere la identificación de mecanismos plausibles por los cuales los componentes químicos de este sistema podrían haber surgido en la Tierra primitiva.
Moléculas precursoras
En este sentido, un estudio realizado por científicos del Instituto de Investigación Scripps y el Laboratorio de Biología Molecular del Consejo de Investigación Médica del Reino Unido, ha encontrado pruebas sólidas de que el ARN y el ADN podrían haber surgido del mismo conjunto de moléculas precursoras, incluso antes de que la vida evolucionara en la Tierra hace unos cuatro mil millones de años.
El hallazgo sugiere que los primeros seres vivos en la Tierra pueden haber usado tanto ARN como ADN, tal como lo hacen todas las formas de vida celulares de la actualidad, contradiciendo el punto de vista prevaleciente, la hipótesis del “mundo del ARN”, la cual sostiene que las formas de vida primitivas se basaban únicamente en el ARN, y solo posteriormente evolucionaron para crear y utilizar el ADN.
El ARN (ácido ribonucleico) y el ADN (ácido desoxirribonucleico) son químicamente muy similares, pero nunca se ha podido mostrar cómo uno podría haberse convertido al otro en la Tierra primitiva.
Debido a su naturaleza más básica y versátil, los químicos plantearon la hipótesis de que el ARN surgió antes del ADN, y que gracias a una enzima desconocida, el ARN se convirtió en ADN, pero esta nueva investigación identifica un nuevo compuesto presente durante el origen de la vida que podría haber sido el catalizador.
El equipo demostró que el compuesto, llamado tiouridina, con unos pocos pasos de reacción química, que eran factible en un mundo prebiótico, podría haberse convertido en ARN o ADN.
Estos dos componentes fundamentales para la vida celular podrían incluso combinarse para crear los primeros genes de la historia, clasificándose a sí mismos por sus fortalezas y debilidades, tal como lo como vemos hoy.
Progenitor biológico y químico
Los científicos puntualizan que el ADN es perfecto para almacenar información genética a largo plazo, mientras que el ARN es excepcionalmente bueno para transportar información genética y producir proteínas.
El ARN también es estructuralmente similar al ADN, excepto que una de las cuatro piezas fundamentales, timina, se sustituye por uracilo.
Esto cambia la forma y la estructura de la molécula, y los investigadores han creído durante mucho tiempo que esta sustancia química era vital para el desarrollo de las primeras formas de vida de la Tierra.
La identificación de una vía prebiótica mediante la cual las partes componentes del ADN podrían sintetizarse a partir de intermedios en la síntesis de ARN, es un avance importante que vincula el ADN con su progenitor biológico y químico, el ARN.
Dado que esta química se realizó en las mismas condiciones en las que se ha demostrado que se forman otros componentes básicos de la vida, los componentes básicos del ADN podrían haber estado presentes en el origen de la vida, y las reacciones químicas identificadas en este trabajo podrían haber facilitado la progresión de la vida basada en ARN de las células primitivas, al uso del ADN como la molécula de almacenamiento de información en todas las formas de vida.
Referencia: Prebiotic phosphorylation of 2-thiouridine provides either nucleotides or DNA building blocks via photoreduction. Nature Chemistry, 2019. http://dx.doi.org/10.1038/s41557-019-0225-x