Traducido por Julio Batista
Original de Tessa Koumoundouros para o Alerta científica
Cómo se originó la vida en la Tierra a partir de una variedad de moléculas no vivas es un misterio perdurable. Los experimentos pueden mostrarnos como hitos Puede suceder, pero por cada salto hacia adelante hay pistas sin resultados confusos.
El agua, por ejemplo, parecía ser un componente esencial de la vida desde el principio. Mientras tanto, el proceso de hacer crecer algunos de los dos componentes más vitales de la vida tiene una aversión frustrante hacia él.
«Sabemos que los aminoácidos son los componentes básicos de las proteínas y que las proteínas son esenciales para la vida», dijo John Yin, ingeniero bioquímico de la Universidad de Wisconsin-Madison, Estados Unidos.
“En la química prebiótica, la pregunta ha sido durante mucho tiempo cómo podemos hacer que estas cosas formen enlaces y cadenas de una manera que eventualmente podría conducir a una célula viva. Es difícil porque la química específica involucrada tiende a filtrarse en presencia de agua”.
La teoría predominante desde la época de Charles Darwin es que la vida surgió de unsopa primordial‘ lógicamente húmedo, lo que dificulta reconciliar el papel preciso que el agua puede desempeñar en los orígenes de las primeras reacciones sostenidas de autorreplicación.
Del mismo modo, una ingeniera química de la Universidad de Wisconsin-Madison, Hayley Boigenzahn, realizó un estudio en un entorno en movimiento simulado, un entorno que alternaba entre condiciones húmedas y secas que se reproducen fácilmente en la naturaleza con ciclos de mar y día y noche. , así como el cambio climático.
El equipo de Boigenzahn ha combinado una selección de aminoácidos que se mostrarán bastante fácil de producir de forma natural. Como los componentes básicos de las proteínas, unidades capaces de realizar el trabajo mecánico de dos procesos vivos, las estructuras resultantes están bien preparadas para desempeñar un papel importante en la primeras formas de biología.
Desafortunadamente, lograr que estas unidades se unan en cadeias más largas es un desafío. En este caso, los investigadores utilizaron el aminoácido glicina.
A continuación, se añadirá a la sopa trimetafosfato, una molécula producido naturalmente en vulcões.
Finalmente, la sopa se atemperó con hidróxido de sodio (NaOH) para aumentar su pH.
Es que, durante la primera hora del experimento, la glicina se acopla para formar una molécula de dos unidades llamada dímero. Esta reacción libera protones que a su vez neutralizan el pH necesario para la dimerización, deteniendo efectivamente todo el proceso.
Como se ha visto en encuestas anterioresA medida que el pH de la solución se volvió más neutral, los dímeros comenzaron a unirse lentamente entre sí en cadenas ligeramente más largas. Sin embargo, a medida que la solución se secaba, la velocidad de reacción aumentaba, posiblemente debido a las concentraciones de las moléculas que se aproximaban, dependiendo del equipo.
«Lo que estamos mostrando aquí es que no tiene que ser el mismo entorno en todas las reacciones». dijo Boigenzahn. «Pueden ocurrir en diferentes entornos, ya que las reacciones que ocurren ayudan a crear un entorno favorable para los próximos pasos».
Un ciclo de transiciones entre condiciones húmedas y secas podría transformar la molécula en proteínas más complejas, algunas de las cuales podrían promover otras reacciones químicas involucradas en la vida.
“El hecho de estos mecanismos de reacción se conocerá durante muchos años y, aunque ha habido una evaluación limitada del vínculo entre ellos, sugiere que puede ser útil prestar más atención a los efectos de las reacciones prebióticas propuestas en su entorno, además a dos efectos del medio ambiente sobre las reacciones», no eres Boigenzahn es el equipo.
Tampoco es el primer indicio de que los orígenes de la vida puedan haber tenido lugar con falta de humedad. Sin inicio de añoLos químicos encontraron que los aminoácidos fluctuantes libres no eran más reactivos que el agua en pequeñas gotas. Además, estas reacciones se producirán en condiciones ambientales normales sin necesidad de otros productos químicos o radiación.
Todavía queda un largo camino por recorrer antes de que entendamos todo o lo que está involucrado, pero comprender los procesos que dan lugar a la vida también puede abrir la puerta a tecnologías nuevas y más poderosas basadas en la química.
«Eventualmente, puedes crear sistemas químicos que pueden almacenar información, adaptarse y evolucionar». dijo ying
«El ADN almacena información miles de veces la densidad de un chip de computadora. Si pudiéramos obtener sistemas que hicieran eso sin ser necesariamente células vivas, entonces comenzaríamos a pensar en todo tipo de nuevas funciones y procesos que se producen a nivel molecular.
Esta investigación fue publicada en Orígenes de la vida y evolución de las biosferas.