Una nueva investigación del Instituto Salk (Estados Unidos) proporciona ahora nuevos conocimientos sobre los orígenes de la vida y presenta pruebas convincentes que respaldan la hipótesis del mundo del ARN. El estudio, publicado en 'Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS )' revela una enzima de ARN que puede hacer copias precisas de otras cadenas de ARN funcionales, al tiempo que permite que surjan nuevas variantes de la molécula con el tiempo.
En profundidad
Estas notables capacidades sugieren que las primeras formas de evolución pueden haber ocurrido a escala molecular en el ARN. Los hallazgos también acercan a los científicos a recrear vida basada en ARN en el laboratorio. Al modelar estos entornos primitivos en el laboratorio, los científicos pueden probar directamente hipótesis sobre cómo pudo haber comenzado la vida en la Tierra, o incluso en otros planetas.
Los científicos pueden utilizar el ADN para rastrear la historia de la evolución desde las plantas y animales modernos hasta los primeros organismos unicelulares. Pero lo que sucedió antes aún no está claro. Las hélices de ADN de doble cadena son excelentes para almacenar información genética. Muchos de esos genes, en última instancia, codifican proteínas: máquinas moleculares complejas que llevan a cabo todo tipo de funciones para mantener vivas las células. Lo que hace que el ARN sea único es que estas moléculas pueden hacer un poco de ambas cosas.
Más detalles
Están formados por secuencias de nucleótidos extendidas, similares al ADN, pero también pueden actuar como enzimas para facilitar reacciones, al igual que las proteínas. Entonces, ¿es posible que el ARN haya servido como precursor de la vida tal como la conocemos? Científicos han estado explorando esta idea durante años, centrándose especialmente en las ribozimas de la ARN polimerasa: moléculas de ARN que pueden hacer copias de otras cadenas de ARN.
Durante la última década, estos investigadores han estado desarrollando ribozimas de ARN polimerasa en el laboratorio, utilizando una forma de evolución dirigida para producir nuevas versiones capaces de replicar moléculas más grandes. Pero la mayoría tiene un defecto fatal: no pueden copiar las secuencias con una precisión suficiente.
A lo largo de muchas generaciones, se introducen tantos errores en la secuencia que las cadenas de ARN resultantes ya no se parecen a la secuencia original y han perdido su función por completo. Ahora, la última ribozima de ARN polimerasa desarrollada en el laboratorio incluye una serie de mutaciones cruciales que le permiten copiar una cadena de ARN con mucha mayor precisión. En estos experimentos, la cadena de ARN que se copia es una "cabeza de martillo", una pequeña molécula que escinde otras moléculas de ARN en pedazos.
A tener en cuenta
Los investigadores se sorprendieron al descubrir que la ribozima de ARN polimerasa no solo replicaba con precisión los tiburones martillo funcionales, sino que, con el tiempo, comenzaron a surgir nuevas variaciones de los tiburones martillo. Estas nuevas variantes se comportaron de manera similar, pero sus mutaciones las hicieron más fáciles de replicar, lo que aumentó su aptitud evolutiva y las llevó a dominar finalmente la población de tiburones martillo del laboratorio.
Los hallazgos resaltan la importancia crítica de la fidelidad de la replicación para hacer posible la evolución. La precisión de la copia de la ARN polimerasa debe exceder un umbral crítico para mantener la información hereditaria a lo largo de múltiples generaciones, y este umbral habría aumentado a medida que los ARN en evolución aumentaron en tamaño y complejidad. Los científicos también están interesados ??en saber qué más podría ocurrir una vez que este mini "Mundo de ARN" haya ganado más autonomía.
