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Lunes, 28 noviembre 2016
Biología

El enigma de cómo la primera biomolécula se autorreplicó

Al igual que el dilema de si primero fue el huevo o la gallina, la ciencia se enfrenta desde hace mucho tiempo a una cuestión muy resbaladiza: ¿cuál fue la molécula “madre” que llevó a la formación de la vida? ¿Y cómo se replicó a sí misma?

 

Una destacada corriente de pensamiento propone que el ARN es la respuesta a la primera pregunta. Ahora, unos investigadores de este campo demuestran que el ARN tiene más flexibilidad a la hora de reconocerse a sí mismo que la creída previamente. El hallazgo podría cambiar las teorías más aceptadas sobre los primeros pasos químicos hacia la reproducción y la vida.

 

Hoy en día, plantas, animales y otros organismos se reproducen haciendo copias de su ADN con la ayuda de enzimas y pasando después copias a la siguiente generación. Esto es posible porque el material genético está hecho de bloques de construcción (o bases A, T, U, G y C) que se emparejan de una forma específica. A se empareja con T (o U en el ARN), y G lo hace con C. Esta regla se denomina emparejamiento de bases Watson-Crick, bautizada así en honor de dos científicos que resolvieron la estructura del ADN. Pero antes que existiese la vida tal como la conocemos, alguna molécula tuvo que replicarse sin ninguna ayuda en absoluto. El ARN es un sospechoso bastante claro para este primer estado de actuación en solitario, dado que es capaz simultáneamente de emparejar bases específicas como el ADN, y de catalizar reacciones, como una enzima. Así pues, el equipo de Jack Szostak, del Instituto Médico Howard Hughes en Estados Unidos, se propuso averiguar cómo el ARN se une con nucleótidos libres para ver si sus métodos de emparejamiento de bases le permitirían copiarse sin ayuda externa.

 

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Cuando un corto trozo de ARN (en verde) se une a un análogo de nucleótido (PZG, en rosa), se observan tres modos diferentes de unión, lo que sugiere que el sistema canónico de Watson-Crick no es el único modo posible de autorreconocimiento del ARN. (Imagen: American Chemical Society)

 

Para ello vigilaron cómo un análogo de un nucleótido libre interaccionaba con un trozo corto de ARN, usando el método clásico de la cristalografía de rayos X, la misma que se usó hace más de 50 años en el descubrimiento original de la estructura tridimensional del ADN. Además de formar los esperados pares de Watson-Crick, el ARN se unió con el análogo en formas observadas menos frecuentemente. Bajo condiciones prebióticas, estos emparejamientos inesperados que no son los de Watson-Crick pudieron causar vías muertas hacia la replicación. Por tanto, los resultados sugieren que los primeros pasos hacia la vida precisaron de más “prueba y error” de lo que se pensaba previamente.

 

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