Traducido por Julio Batista
Original de Tessa Koumoundouros para Alerta científica
Toda la vida, tal como la conocemos, utiliza exactamente la misma molécula portadora de energía como una especie de «combustible celular universal». Ahora la química antigua puede explicar cómo esa molécula importante terminó siendo ATP (trifosfato de adenosina), relata un nuevo estudio
El ATP es una molécula orgánica, cargada por la fotosíntesis o respiración celular (la forma en que los organismos descomponen los alimentos) y se utiliza en cada célula. Todos los días, reciclamos nuestro propio peso corporal en ATP.
En los dos sistemas anteriores, se agrega una molécula de fosfato al ADP (difosfato de adenosina) a través de una reacción llamada fosforilación, lo que da como resultado ATP.
Las reacciones que liberan este mismo fosfato (en otro proceso llamado hidrólisis) proporcionan energía química que nuestras células utilizan para muchos procesos, desde la señalización cerebral hasta el movimiento y la reproducción.
Como el ATP ascendió en el ámbito metabólico, y no en lugar de muchos equivalentes posibles, es un misterio de larga data en biología o centro de investigación.
«Nuestros resultados sugieren… que la aparición de ATP como combustible universal para la energía celular no fue el resultado de un ‘accidente aislado’, sino de interacciones únicas de moléculas de fosforilación, Explique o el bioquímico evolutivo Nick Lane, del University College of London (UCL).
El hecho de que el ATP sea utilizado por todos los seres vivos sugiere que ha existido desde el comienzo de la vida e incluso antes, durante las condiciones prebióticas que nos precedieron a todos, la materia animada.
Pero los investigadores están desconcertados por cómo puede suceder esto cuando el ATP tiene una estructura tan complicada que involucra seis reacciones de fosforilación diferentes y mucha energía para llevarla a cero.
«No hay nada particularmente especial en las ligas de ‘alta energía’ [fósforo] na ATP”, dijo la bioquímica Silvana Pinna, quien estaba en la UCL en ese momento, y sus colegas papel em seu.
Pero, dado que el ATP también ayuda a construir la información genética de nuestras células, podría haber sido utilizado para el consumo de energía de esta otra manera, ya veremos.
El equipo de Pinna e sua sospecha que algunas otras moléculas deben haber estado involucradas inicialmente en un proceso de fosforilación simple. Por lo tanto, examinaremos de cerca otra molécula fosforiladora, la AcP, que también utilizan las bacterias y las arqueas en su metabolismo de sustancias químicas, como el fosfato y el tioéster, una sustancia química que se sabe que abundaba. ningún principio da vida.
En presencia de iones de hierro (Fe3+), AcP puede fosforilar ADP a ATP en agua. Al probar la capacidad de otros iones y minerales para catalizar la formación de ATP en el agua, los investigadores no podrán replicar esto con otros metales sustitutos o moléculas fosforilantes.
«Fue muy sorprendente descubrir que la reacción es tan selectiva -sin iones metálicos, donantes de fosfato y sustrato- con moléculas que la vida todavía usa», decir Pabellón de la oreja.
«O fato disso hapear mehor na água en condiciones agradables y compatibles con la vida es realmente muy significativo para el origen de la vida».
Isso sugiere que, al igual que AcP, estas reacciones de almacenamiento de energía podrían ocurrir en condiciones prebióticas, antes de que existiera la vida biológica para acumular y estimular o mantener el ciclo autosuficiente de producción de ATP.
Además, los experimentos sugieren que la creación de ATP prebiótico probablemente ocurra en el agua doce, donde las reacciones fotoquímicas y las erupciones volcánicas, por ejemplo, podrían proporcionar alguna combinación de ingredientes, explicó al equipo.
Embora isso no excluye por completo su presencia en el mar, sugiere que el origen de la vida puede requerir una fuerte conexión con la tierra, observe.
“Nuestros resultados sugieren que el ATP se establece como un combustible de energía universal en un mundo monomérico prebiótico, basado en su química común en el agua”. escreveram Pinna y sus colegas.
Además, los gradientes de pH en los sistemas hidrotermales pueden haber creado una proporción desigual de ATP a ADP, lo que permite que el ATP impulse o trabaje en el mismo mundo prebiótico de moléculas pequeñas.
«Con el tiempo, con la aparición de catalizadores adecuados, el ATP podría eventualmente reemplazar a AcP como donante de fosfato ubicuo y promover la polimerización de aminoácidos y nucleótidos para formar ARN, ADN y proteínas. Explique Camino.
Esta investigación fue publicada en PLOS Biología.