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Miércoles, 14 septiembre 2016
Biología

Estructuras comparables a proteínas en la "sopa primordial" que dio origen a la vida en la Tierra

Experimentos realizados por unos científicos han mostrado que es notablemente sencillo formar estructuras bidimensionales, parecidas a proteínas, a partir de "ladrillos" básicos. Este descubrimiento apoya la hipótesis de que la vida primigenia pudo haberse desarrollado a partir de amiloides como estos.

 

La historia de la vida comenzó hace al menos 4.000 millones de años, cuando no había materia viva en el planeta. En algún momento de esa época, una serie de compuestos químicos de molécula pequeña formaron estructuras organizadas más grandes capaces de autorreplicarse. Y así nacieron las primeras criaturas vivientes. Exactamente qué moléculas estuvieron implicadas, y de qué estaban hechas, es el mayor enigma de la historia evolutiva, o uno de los mayores.

 

El equipo de Roland Riek y Jason Greenwald, del ETH (Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zúrich, conocido asimismo como Escuela Politécnica Federal de Zúrich) ha dado aparentemente con las respuestas más factibles para esas preguntas: estas estructuras primigenias que ejercieron de antesala de la vida podrían haber sido agregados proteicos, o amiloides. Los resultados de sus más recientes experimentos han aportado ahora peso a su hipótesis.

 

En particular, estos científicos llevaron a cabo en el laboratorio un experimento el cual demuestra que es notablemente sencillo para tales estructuras amiloides ensamblarse espontáneamente a partir de los bloques de construcción química que existían en la Tierra prebiótica, y bajo condiciones de reacción que también parecen plausibles para aquella época del pasado remoto. Los científicos usaron cuatro aminoácidos simples como materiales de partida: glicina, alanina, aspartato y valina. Además, usaron sulfuro de carbonilo como catalizador para la reacción. Este gas volcánico seguramente debió existir también en la atmósfera hace miles de millones de años.

 

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Vemos en verde el esquema de una estructura en forma de lámina que contiene varias cadenas cortas de péptidos. Durante sus experimentos, los científicos descubrieron estas estructuras adoptando la forma de largas fibras. A la izquierda: una foto obtenida mediante microscopio electrónico. (Imágenes: ETH Zurich / Jason Greenwald)

 

En el experimento de laboratorio, las moléculas de aminoácido se ensamblaron espontáneamente, con la ayuda del sulfuro de carbonilo, formando cadenas cortas (péptidos) que tenían entre 5 y 14 bloques de construcción. Estas cadenas a su vez se dispusieron en paralelo, conformando estructuras amiloides conocidas como láminas beta. En el experimento, estas estructuras en forma de lámina adoptaron la forma de fibras y estaban normalmente constituidas por miles de cadenas de péptidos contiguas que los científicos pudieron identificar usando un microscopio electrónico.

 

Los investigadores ya han propuesto a los amiloides como candidatos para las primerísimas estructuras parecidas a la vida en la Tierra, dado que incluso los amiloides más simples son capaces de llevar a cabo ciertas funciones químicas.

 

El equipo de Riek y Greenwald advierten, sin embargo, que aún falta una importante pieza del rompecabezas de su argumento para que la hipótesis amiloide quede lo bastante respaldada: ¿son los amiloides capaces asimismo de autorreplicación, como las moléculas de ARN? Esto es posible, afirman Riek y Greenwald, pero aún no existen evidencias experimentales para apoyarlo. Ahora están trabajando en ello.

 

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