A principios del siglo XX, Günter Wächtershäuser, sugirió que compuestos de sulfuro de hierro y sulfuro de níquel podrían actuar como catalizadores para la fijación de carbono alrededor de respiraderos volcánicos oceánicos profundos.
Científicos del MIT y de la Universidad de Boston han identificado una serie de vías metabólicas alternativas en las que no se necesita fosfato. El hallazgo podría llenar un vacío en nuestra comprensión de cómo la química orgánica compleja evolucionó hacia la vida en la Tierra, desvela la webScience Alert.Los investigadores han proporcionado evidencias de que la bioquímica primitiva se produce sin fosfato - un componente esencial de los bloques de ácido nucleico de nuestra química genética - añadiendo argumentos de que antes de que hubiera vida ya había metabolismo.
La vida tal como la definimos hoy se basa en gran medida en química imperfectamente replicante, algo que requiere una plantilla que se puede copiar y los medios para capturar suficiente energía para reorganizar físicamente los químicos basados en carbono simples y transformarlos en formas más complejas.La pregunta es qué vino primero: un código químico que podría evolucionar hacia la complejidad, o al contrario.
En la denominada hipótesis del ARN , las cadenas de ácido ribonucleico (ARN) flotante facilitaron procesos que podríamos describir como precursores de la vida, con el polímero asumiendo los papeles tanto de un tipo temprano de plantilla de información como de maquinaria química. Para eso se necesita energía y fosfato.Otras hipótesis de la "pre-vida" sugiere que las formas tempranas de la química metabólica ya estaban absorbiendo la energía del ambiente - en forma de calor o de luz - y transfiriéndola de una reacción química a otra en una sopa orgánica sin restricciones por las membranas celulares.
Eventualmente, este metabolismo primitivo se unió al ARN, antes de que, con el tiempo, pudiera encontrar refugio dentro de las burbujas individuales de grasa. Objetos que podríamos considerar como las primeras células .
Sin embargo, el metabolismo en organismos modernos se basa en gran medida en compuestos como el adenosina trifosfato (ATP) y el nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADP) , que una vez más incluyen esa molestia molécula de fosfato.
Las vías metabólicas alternativas que ahora han sido asignadas por los investigadores se basan en moléculas construidas con azufre, que habría sido abundante en los océanos de la Tierra hace varios miles de millones de años.
"La importancia de este trabajo es que los esfuerzos futuros para comprender el origen de la vida deben tener en cuenta la posibilidad concreta de que los procesos basados en fosfatos, que son esenciales hoy en día, podrían no haber existido cuando comenzaron a surgir los primeros procesos similares a la vida" Daniel Segrè de la Universidad de Boston.
La idea de que el azufre ocupe un lugar central en el metabolismo temprano no es nueva: el químico alemán de principios del siglo XX, Günter Wächtershäuser, sugirió que compuestos de sulfuro de hierro y sulfuro de níquel podrían actuar como catalizadores para la fijación de carbono alrededor de respiraderos volcánicos oceánicos profundos, por lo que él llamó "organismos pioneros".
"Lo que faltaba hasta ahora era la evidencia basada en datos de que estos primeros procesos, en lugar de reacciones dispersas, podrían haber constituido una red metabólica primitiva altamente conectada y relativamente rica", consideran los expertos.
Así, Segrè y su equipo aplicaron la biología de sistemas computacionales -un enfoque teórico que utiliza modelos matemáticos para explorar diversas vías de ramificación de reacciones bioquímicas- para identificar un conjunto de ocho compuestos libres de fosfato que habrían sido abundantes en nuestros antiguos océanos.A continuación, aplicaron un algoritmo para simular el metabolismo primitivo basado en estas sustancias químicas, que incluía sulfuros de hierro y compuestos azufrados que se llaman tioésteres , lo que les permitió evaluar cómo podría haber ocurrido un montón de reacciones diferentes.
Los investigadores descubrieron que una red básica de 315 reacciones que involucran 260 metabolitos podría apoyar la producción de una amplia gama de compuestos orgánicos complejos necesarios para la vida, incluyendo aminoácidos y ácidos carboxílicos. "La idea de analizar el metabolismo como un ecosistema o incluso fenómeno planetario, en lugar de un organismo específico, también puede tener implicaciones para nuestra comprensión de las comunidades microbianas", dijo Segrè . La investigación ha sido publicada en Cell .
http://www.lainformacion.com
No hay comentarios:
Publicar un comentario