Una ruta pre-ARN al mundo de ARN

Gota de ADN condensado y, dentro de ella, microgotas de la fase de cristal líquido que actúan como micro-reactores. En la imagen superior la luz incidente está polarizada.

Gota de ADN condensado y, dentro de ella, microgotas de la fase de cristal líquido que actúan como micro-reactores. En la imagen superior la luz incidente está polarizada.

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

El estudio de formaciones minerales muy antiguas prueba que la evolución de las bacterias ya era una realidad hace entre 3 500 y 3 800 millones de años, solo 500 millones de años después de que la corteza terrestre se estabilizase. Pero lo que hubo antes de esta vida microbiana es todavía objeto de especulación, como hemos tenido oportunidad de comprobar en #próxima con anterioridad. Una dificultad importante es el origen de los ácidos nucleicos.

El descubrimiento en la década de los ochenta por el equipo del premio Nobel Tom Cech de la capacidad del ARN para alterar químicamente su propia estructura llevó al afianzamiento de una vieja idea de los sesenta: la hipótesis del mundo de ARN. Según esta hipótesis, bautizada así por otro premio Nobel, Walter Gilbert, en 1986, la vida primordial era un banco de cadenas de ARN capaz de sintetizar otras cadenas a partir de moléculas más sencillas presentes en el medio. Pero, ¿cómo surgieron esas cadenas de ARN?

Paradójicamente, puede que a partir del ADN, según un trabajo publicado en Nature Communications por un grupo de investigadores encabezado por Tommaso Fraccia, de la Universidad de Milán (Italia). Según los autores, las características auto-organizativas de los fragmentos moleculares parecidos al ADN pudieron llevar a que hace cuatro mil millones de años se creasen cadenas moleculares lo suficientemente largas como para servir de base a la vida primitiva.

La investigación demuestra que el auto-ensamblado espontáneo de fragmentos de ADN de tan solo unos pocos nanómetros de longitud para formar fases de cristal líquido tiene la capacidad de llevar a la formación de enlaces químicos que conectan los fragmentos más cortos de ADN creando otros más largos, sin la ayuda de mecanismos biológicos. Los cristales líquidos son un estado de la materia que tiene propiedades intermedias entre la de los líquidos convencionales y las de un cristal sólido: un cristal líquido puede fluir como un líquido pero sus moléculas pueden tener una orientación parecida a la de un cristal.

Este descubrimiento demuestra que si se dan las condiciones químicas apropiadas el auto-ensamblado de fragmentos pequeños de ADN formando apilamientos (cristal líquido) favorece que se formen polímeros más largos. De esta forma, si se consigue dar una respuesta satisfactoria al origen de los nucleótidos que constituyen los fragmentos de ADN, se habría encontrado una ruta pre-ARN al mundo de ARN.

Referencia:

Tommaso P. Fraccia, Gregory P. Smith, Giuliano Zanchetta, Elvezia Paraboschi, Yougwooo Yi, David M. Walba, Giorgio Dieci, Noel A. Clark & Tommaso Bellini (2015) Abiotic ligation of DNA oligomers templated by their liquid crystal ordering Nature Communications DOI: 10.1038/ncomms7424

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Esta entrada participa en el XLVI Carnaval de Química alojado en el blogdescubrirlaquimica2 de @descubrequimica.

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