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Miércoles, 20 junio 2012
Bioquímica

La extraña relación del ARN con el hierro

Cuando comenzó la vida en la Tierra, el hierro pudo haber realizado en diversos aspectos el trabajo del magnesio, haciendo posible la vida en un entorno muy distinto del actual.

En la tabla periódica de los elementos, el hierro y el magnesio están alejados. Pero un nuevo hallazgo sugiere que hace tres mil millones de años, el hierro hizo el trabajo que el magnesio hace hoy para que el ácido ribonucleico (ARN), una molécula esencial para la vida, asuma las formas moleculares necesarias para la biología.

Hay bastantes indicios de que la evolución de la vida pasó por una etapa arcaica durante la cual el ARN desempeñó un papel protagonista, haciendo en muchos aspectos el trabajo del ADN y de las proteínas antes de su aparición. En aquel pasado remoto, hace más de tres mil millones de años, el entorno carecía de oxígeno, pero tenía gran cantidad de hierro disponible.

Tal como subraya Carl Pilcher, director del Instituto de Astrobiología de la NASA, uno de los mayores desafíos en la astrobiología es comprender cómo comenzó la vida en la Tierra hace miles de millones de años, cuando el entorno era muy diferente al de hoy. Los resultados del nuevo estudio sugieren de qué modo las condiciones en la Tierra primigenia pudieron ser propicias para el desarrollo de la vida.

En este estudio, el equipo de Loren Williams, del Instituto Tecnológico de Georgia (Georgia Tech) en Atlanta, Estados Unidos, realizó experimentos y cálculos numéricos para demostrar que en un escenario con las mismas condiciones de la Tierra primigenia, incluyendo una gran escasez de oxígeno, el hierro es capaz de sustituir al magnesio y permitir al ARN asumir las formas que necesita para catalizar las reacciones químicas de la vida simple. De hecho, aquel ARN primigenio catalizó las reacciones mejor con el hierro que con el magnesio.

La motivación principal de esta investigación fue atisbar la función del ARN bajo las condiciones más probables de la Tierra primitiva. La hipótesis de Williams y sus colegas es que el ARN evolucionó en presencia del hierro y está optimizado para funcionar con ese elemento.

[Img #8623]
El oxígeno gaseoso libre era casi inexistente en la atmósfera terrestre de hace más de tres mil millones de años. Cuando el oxígeno comenzó a entrar en el ambiente, como producto de la fotosíntesis, oxidó al hierro terrestre disponible, formando así masivos depósitos de hierro en bandas. El estudio reciente indica que el ARN empezó entonces a utilizar el magnesio, resultando ello en el desarrollo de la vida tal como la conocemos hoy.

En futuros estudios, los investigadores planean investigar qué funciones del ARN se pueden realizar con hierro y no con magnesio.

En la investigación, también han trabajado Shreyas Athavale, Anton Petrov, Roger Wartell, Stephen Harvey, Chiaolong Hsiao y Nicholas Hud, todos del Georgia Tech.

El estudio fue financiado por el Instituto de Astrobiología de la NASA, dirigido desde el Centro de Investigación Ames de la NASA, en Moffett Field, California.


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