El barro del océano pudo ser el lugar del origen de la vida

El hidrogel que se forma al mezclar agua de mar con arcilla ‘atrapa’ a las moléculas de ADN. Foto: Southhampton.Ac

El hidrogel que se forma al mezclar agua de mar con arcilla ‘atrapa’ a las moléculas de ADN. Foto: Southhampton.Ac

La unión de agua de mar y arcilla forma un hidrogel al que se adhiere el ADN; lo protege de proteínas dañinas y estimula la transcripción de información. Se desconoce cómo lo hace

SCINEWS  – U. de Cornell

La arcilla, una mezcla aparentemente estéril de minerales, podría haber sido la cuna de la vida en la Tierra. O por lo menos, de los complejos materiales bioquímicos que hacen posible la vida, según una investigación de ingenieros en biología de la Universidad de Cornell (Ithaca, Nueva York, EEUU), que se publicará en la edición online de Scientific Reports, de Nature.

En una simulación de agua de mar antigua, la arcilla formó un hidrogel, que son polímeros que forman una aglomeración de espacios microscópicos capaces de absorber líquidos como una esponja.

Durante miles de millones de años, los productos químicos confinados en esos espacios podrían haber llevado a cabo las reacciones complejas que forman las proteínas, el ADN y, finalmente, toda la maquinaria que hace que una célula viva funcione.

Protección clave

Los hidrogeles de arcilla podrían haber confinado y protegido aquellos procesos químicos hasta que la membrana que rodea las células vivas se desarrolló. A fin de probar la idea, el grupo dirigido por Dan Luo, profesor de ingeniería ambiental y biológica, ha demostrado cómo se produce la síntesis de proteínas en un hidrogel de arcilla.

Los investigadores utilizaron previamente hidrogeles sintéticos como un medio “libre de células” para la producción de proteínas. Si se llena el material esponjoso con ADN, aminoácidos, las enzimas adecuadas y unos pocos trocitos de maquinaria celular, se pueden hacer las proteínas que codifica el ADN, como ocurriría en un tanque de células.

Para que el proceso pueda producir grandes cantidades de proteínas, como en la fabricación de medicamentos, se necesita una gran cantidad de hidrogel, por lo que los investigadores se propusieron encontrar una forma más barata de hacerlo. Se dieron cuenta de que la arcilla forma un hidrogel  que, además, mejoraba la producción de proteínas

UNA FUERZA UNE A LAS MOLÉCULAS DE ADN

Los investigadores se preguntaban si el hidrogel que descubrieron podría responder a la vieja pregunta de cómo evolucionaron las biomoléculas. Los experimentos realizados por Carl Sagan en Cornell y por otros investigadores demostraron que los aminoácidos y otras biomoléculas pudieron haberse formado en los océanos primordiales, aprovechando la energía de un rayo, por ejemplo.

Sin embargo, en la inmensidad del océano, ¿cómo se unieron estas moléculas lo suficiente como para ensamblarse en estructuras más complejas, y qué las protegió de las inclemencias del ambiente?

Los científicos han sugerido en el pasado que pequeños globos de grasa o polímeros podrían haber servido como precursores de las membranas celulares.

La arcilla es una posibilidad prometedora porque las biomoléculas tienden a adherirse a su superficie, y los teóricos han demostrado que el citoplasma -el interior de una célula- se comporta como un hidrogel. Un hidrogel de arcilla protege mejor a sus contenidos de las enzimas perjudiciales (llamadas ‘nucleasas’), que pueden desmantelar el ADN y otras biomoléculas.

CRONOLOGÍA

100%
DEL ADN SE PEGÓ AL HIDROGEL
En contraste, entre el 10% y el 60% del ARN (ácido desoxirribonucleico) se mantuvo adherido.

30
REACCIONES ENZIMÁTICAS
Fueron protegidas y hasta estimuladas por el hidrogel.

CLAVES

DOS COMPUESTOS ORIGINALES

1  Las arcillas y el agua de los mares dominaban la superficie de la Tierra primigenia. Hoy, al mezclarlas, instantáneamente forman un hidrogel voluminoso.

2   El hidrogel de arcilla protege al ADN de la acción de enzimas que pueden destruirlo y estimula la transcripción de información.

3  El mecanismo de protección del hidrogel de arcilla será estudiado.

Fuente: http://www.eldeber.com.bo/el-barro-del-oceano-pudo-ser-el-lugar-del-origen-de-la-vida/131111224847

 

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