El inicio de la vida. Desarrollan ARN que se autorreplica indefinidamente.

La pregunta acerca del inicio de la vida en la tierra, es una de esas complejas. Hay muchas teorías y también mucha habladuría. La existencia de moléculas que pudieran hacer copias de sí mismas (autorreplicación) es fundamental para entender el largo proceso de la herencia hasta nuestros días. Recientes descubrimientos podrían explicar una parte importante de este proceso bioquímico.

En un artículo publicado en Science, científicos de La Jolla, California, informan que han logrado sintetizar por primera vez enzimas de ARN que pueden autorreplicarse sin necesidad de ninguna otra proteína u otro componente celular, y además el proceso se desarrolla indefinidamente en el tiempo.

Actualmente el ADN es el responsable de contener la secuencia genética de los llamados organismos evolucionados, mientras que el ARN depende del ADN para cumplir sus funciones, tales como la construcción de proteínas. La teoría llamada “Modelo del mundo de ARN” postula que ya que el ARN puede actuar como gen o como enzima, el ARN ha aparecido antes que el ADN y las proteínas y es la molécula ancestral de la vida. Sin embargo el proceso de copiar una molécula genética, que es considerado un requisito fundamental para la vida, se observa como un fenómeno extremadamente complejo, que involucra muchas proteínas y componentes celulares.

Durante años, algunos investigadores se preguntaban si existe una forma más simple de que moléculas de ARN generen copias de si mismas. Algunos resultados apuntaban en esta dirección, pero nadie había podido demostrar que el ARN replicado era a su vez capaz de replicarse.

Evolución In Vitro

El trabajo de estos investigadores en California, comenzó con un método de adaptación forzada conocido como ‘Evolución In Vitro’. El objetivo era tomar una las enzimas de ARN desarrolladas en el laboratorio que lograban realizar una replicación básica y mejorarla hasta el punto que realizara autorreplicaciones perpetuas eficientes.

Sintetizaron en el laboratorio una gran variedad de enzimas de ARN que podían realizar esa tarea y llevaron a cabo un procedimiento de selección en tubo, para obtener aquellas variantes que fueran más aptas para unir trozos de ARN.

Finalmente, este proceso permitió al equipo aislar una versión evolucionada de la enzima original que es un replicador muy eficiente.

Inmortalizando la información molecular

El sistema de replicación en rigor implica dos enzimas, cada una compuesta de dos subunidades que complementa la función catalítica de la otra. El proceso de replicación es cíclico, del tipo de replicación cruzada, es decir, que la primer enzima junta las dos subunidades que componen la segunda enzima y las pega haciendo una nueva copia de la segunda enzima, a su vez la segunda enzima junta y pega las dos subunidades de la primera enzima. Para que el proceso suceda indefinidamente solamente se requieren una pequeña cantidad de las dos enzimas y un aporte continuo de subunidades. “Este es el único caso fuera de la biología en que información molecular ha sido inmortalizada” dice Joyce, Decano de la Facultad y director del proyecto.

En este punto se abrieron muchas oportunidades para trabajar con las enzimas obtenidas. En uno de los ensayos mezclaron 12 parejas de replicadores cruzados con todas sus subunidades, y los dejaron competir en un ‘test molecular de supervivencia del más adaptado (fittest)’. En la mayor parte de las ocasiones las enzimas se replicarían correctamente, pero a veces una enzima cometería un error uniendo subunidades de distintas parejas. Cuando estas ‘mutaciones’ ocurrían, las enzimas recombinadas resultantes también eran capaces de autorreplicarse indefinidamente, observándose un crecimiento en número de los replicadores de mayor adaptabilidad (fitness).

La investigación muestra que el sistema puede mantener información molecular, una forma de heredabilidad y dar lugar a variaciones de sí mismo en una forma similar a la evolución darwiniana. Por lo tanto, dice Lincoln, estudiante de doctorado del grupo, “Lo que tenemos no está vivo, pero hemos podido demostrar que comparte algunas  propiedades con los sistemas vivos, y eso es extremadamente interesante”.

El grupo busca ahora posibles aplicaciones de su descubrimiento en diagnósticos moleculares, pero el principal valor del trabajo, según Joyce, está al nivel de investigación básica. “Lo que hemos descubierto podría ser relevante para entender cómo comenzó la vida, en el preciso instante en que se puso en marcha la evolución darwiniana.” Pero señala que a pesar de que los sistemas de autorreplicación de enzimas de ARN comparten ciertas características con los sistemas vivos, no son ellos mismos una forma de vida.

24 comentarios de “El inicio de la vida. Desarrollan ARN que se autorreplica indefinidamente.

  1. Dr. Felaspas dice:

    La noticia es realmente acojonante, sí, hoy lo he visto, por poco se me adelanta, jeje. By the way, es Usted un gran digeridor de artículos… se entiende muy bien.

    Ahora bien, si Joyce tuviera un blog, le preguntaría qué le falta a sus ARNs autorreplicantes para ser «una forma de vida». Qué manía con el platonismo y las clases, oyes.

  2. Dr. Felaspas dice:

    La noticia es realmente acojonante, sí, hoy lo he visto, por poco se me adelanta, jeje. By the way, es Usted un gran digeridor de artículos… se entiende muy bien.

    Ahora bien, si Joyce tuviera un blog, le preguntaría qué le falta a sus ARNs autorreplicantes para ser «una forma de vida». Qué manía con el platonismo y las clases, oyes.

  3. Dr Yos dice:

    me gustaron sus historias naturales,
    he leido el de (re-)joyce, y estoy de acuerdo con el Dr. felasmas,
    «esas enzimitas, estan vivas… hay que matarlas!»

  4. Dr Yos dice:

    me gustaron sus historias naturales,
    he leido el de (re-)joyce, y estoy de acuerdo con el Dr. felasmas,
    «esas enzimitas, estan vivas… hay que matarlas!»

  5. rober dice:

    Pues llevamos un siglo discutiendo si los virus que son bastante más complejos que estos complejos enzimáticos están vivos y no nos ponemos de acuerdo…

  6. Dr. Felaspas dice:

    Si yo no digo que estén vivos, yo digo que prohibamos la palabra. Seguro que rober me dice que no, pero siempre me ha parecido una discusión estéril. Si ya sabemos lo que hacen esos ARNs, sabemos cómo son, lo sabemos todo de ellos, están completamente especificados como entidad, ¿qué vamos a ganar pegándoles un post-it con el adjetivo «vivo»?

  7. Dr. Felaspas dice:

    Si yo no digo que estén vivos, yo digo que prohibamos la palabra. Seguro que rober me dice que no, pero siempre me ha parecido una discusión estéril. Si ya sabemos lo que hacen esos ARNs, sabemos cómo son, lo sabemos todo de ellos, están completamente especificados como entidad, ¿qué vamos a ganar pegándoles un post-it con el adjetivo «vivo»?

  8. Ruben Muñoz dice:

    Realmente le estoy agradecido que desde un espacio como el de vuestra tienda se dediquen a la divulgacion de las Historias naturlaes. Yo si bien no tengo titulacion como la gente que ha escrito anteriormente he aprendido algo nuevo , que es muy interesante y pensar que entre a la pagina para comprar pienso

    Muchas Gracias!!!

  9. Ruben Muñoz dice:

    Realmente le estoy agradecido que desde un espacio como el de vuestra tienda se dediquen a la divulgacion de las Historias naturlaes. Yo si bien no tengo titulacion como la gente que ha escrito anteriormente he aprendido algo nuevo , que es muy interesante y pensar que entre a la pagina para comprar pienso

    Muchas Gracias!!!

  10. Dr. Felaspas dice:

    Estimado Rubén, en mi caso la titulación más que darme dignidad le quita dignidad a aquellos que la comparten conmigo. 😉

    La uso en tono de broma.

    Además, te sorprendería cuánta gente que tiene titulación ha dejado ya de aprender. Tú en cambio sigues aprendiendo…

  11. Dr. Felaspas dice:

    Estimado Rubén, en mi caso la titulación más que darme dignidad le quita dignidad a aquellos que la comparten conmigo. 😉

    La uso en tono de broma.

    Además, te sorprendería cuánta gente que tiene titulación ha dejado ya de aprender. Tú en cambio sigues aprendiendo…

  12. rober dice:

    Rubén, gracias por tu mensaje, no te dejes impresionar por la titulación, me alegro que hayamos aprendido algo todos, es la idea fundamental. No te pierdas el próximo artículo este fin de semana.

    Estimado Dr Felaspas, los que lo conocemos sabemos de su tendencia a tildar de estériles muchas discusiones aparentemente irresolubles. En algún caso estoy de acuerdo con su visión, pero en su mayoría ese tipo de discusiones han planteado miles de otras preguntas, que es de lo que se trata ¿no? Estas discusiones me parecen extremadamente fértiles.
    Por otro lado, me extraña que diga que sabemos todo acerca del ARN. ¿Hago mal?

    Lo olvidaba Dr. Yos, gracias por introducir la visión Lutheriana que lo caracteriza, esperamos tenerlo pronto entre nosotros, cuando resuelva los problemas que lo retienen en Singapur.

  13. rober dice:

    Rubén, gracias por tu mensaje, no te dejes impresionar por la titulación, me alegro que hayamos aprendido algo todos, es la idea fundamental. No te pierdas el próximo artículo este fin de semana.

    Estimado Dr Felaspas, los que lo conocemos sabemos de su tendencia a tildar de estériles muchas discusiones aparentemente irresolubles. En algún caso estoy de acuerdo con su visión, pero en su mayoría ese tipo de discusiones han planteado miles de otras preguntas, que es de lo que se trata ¿no? Estas discusiones me parecen extremadamente fértiles.
    Por otro lado, me extraña que diga que sabemos todo acerca del ARN. ¿Hago mal?

    Lo olvidaba Dr. Yos, gracias por introducir la visión Lutheriana que lo caracteriza, esperamos tenerlo pronto entre nosotros, cuando resuelva los problemas que lo retienen en Singapur.

  14. Dr. Felaspas dice:

    Hombre, todo todo no, a nivel estructural sí. A nivel funcional, teniendo en cuenta que hay un número exponencial de secuencias, pues no. Pero me refiero que aún conociendo muy bien el funcionamiento y la naturaleza de un sistema, por ejemplo los ARNs del artículo, aún no nos quedamos contentos y hay que adjetivarlo. ¿El metano es orgánico? ¿Un prión está vivo? ¿Los ordenadores pueden pensar? ¿Eres heterosexual, homosexual, bisexual o luterano?

    Ya sé que soy un radical en esto, pero me raya la manía de meter todo en cajoncicos. Creo que muchas veces no hace falta y otras tantas que es perjucicial para el entendimiento.

    Y ahí coincido con Usted, la fertilidad concreta de la discusión acerca de si los ADNs autorreplicantes están vivos o no es que nos sugiere la tremenda utilidad de abandonar esta clasificación metafísica y dedicarnos a resolver problemas no adjetivales. En este sentido ha sido fértil. Han tenido que aparecer los virus, los priones y los ARNs autorreplicantes para poder interpolar entre una roca y un catedrático y descubrir que no necesitamos que haya vis viva, alma, o como queramos llamarlo.

    Un beso luterano.

  15. Dr. Felaspas dice:

    Hombre, todo todo no, a nivel estructural sí. A nivel funcional, teniendo en cuenta que hay un número exponencial de secuencias, pues no. Pero me refiero que aún conociendo muy bien el funcionamiento y la naturaleza de un sistema, por ejemplo los ARNs del artículo, aún no nos quedamos contentos y hay que adjetivarlo. ¿El metano es orgánico? ¿Un prión está vivo? ¿Los ordenadores pueden pensar? ¿Eres heterosexual, homosexual, bisexual o luterano?

    Ya sé que soy un radical en esto, pero me raya la manía de meter todo en cajoncicos. Creo que muchas veces no hace falta y otras tantas que es perjucicial para el entendimiento.

    Y ahí coincido con Usted, la fertilidad concreta de la discusión acerca de si los ADNs autorreplicantes están vivos o no es que nos sugiere la tremenda utilidad de abandonar esta clasificación metafísica y dedicarnos a resolver problemas no adjetivales. En este sentido ha sido fértil. Han tenido que aparecer los virus, los priones y los ARNs autorreplicantes para poder interpolar entre una roca y un catedrático y descubrir que no necesitamos que haya vis viva, alma, o como queramos llamarlo.

    Un beso luterano.

  16. rober dice:

    Los descubrimientos suelen exceder el ámbito y las aspiraciones del científico que lo gesta y plantear nuevos interrogantes a otras disciplinas. Hablando de ARN, la famosa discusión acerca del flujo de la información genética ha generado muchísimos trabajos desde distintas ramas de la biología.
    En mi opinión es interesante el trabajo de meter este tipo de cosas en cajoncicos, creo que ayuda a entender el estado actual de conocimiento y como ya dije antes a plantear más preguntas sobre lo que ya tenemos.
    Las preguntas que formula a pesar del tono con que lo hace no me parecen tan triviales, especialmente la del sexo.
    Diría que es más problema la investigación lineal que no se comunica con el resto de áreas del conocimiento y avanza como arando la realidad, es decir como un burro con orejeras.

  17. rober dice:

    Los descubrimientos suelen exceder el ámbito y las aspiraciones del científico que lo gesta y plantear nuevos interrogantes a otras disciplinas. Hablando de ARN, la famosa discusión acerca del flujo de la información genética ha generado muchísimos trabajos desde distintas ramas de la biología.
    En mi opinión es interesante el trabajo de meter este tipo de cosas en cajoncicos, creo que ayuda a entender el estado actual de conocimiento y como ya dije antes a plantear más preguntas sobre lo que ya tenemos.
    Las preguntas que formula a pesar del tono con que lo hace no me parecen tan triviales, especialmente la del sexo.
    Diría que es más problema la investigación lineal que no se comunica con el resto de áreas del conocimiento y avanza como arando la realidad, es decir como un burro con orejeras.

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