Un nuevo modelo químico podría explicar el origen de la vida

Los científicos todavía tienen que entender y explicar cómo las moléculas informativas de la vida -las proteínas, el ADN y el ARN- surgieron de sustancias químicas más simples cuando la vida en la tierra surgió hace unos cuatro mil millones de años. Ahora un equipo de investigación del ‘Centro Laufer de Stony Brook University para Biología Física y Cuantitativa’ y el ‘Lawrence Berkeley National Laboratory’ cree tener la respuesta.

Desarrollaron un modelo computacional que explica cómo ciertas moléculas se pliegan y se unen para crear algunas más largas y más complejas, llevando a los productos químicos simples hacia las moléculas biológicas primitivas.

Previamente los científicos aprendieron que la tierra temprana probablemente contenía los bloques básicos de la química básica y que las reacciones químicas espontáneas sostenidas podían encadenar cadenas cortas de unidades químicas. Sin embargo, ha permanecido como un misterio qué acciones podrían entonces impulsar a las cadenas químicas cortas de un polímero a convertirse en cadenas mucho más largas, con la capacidad de codificar la información necesaria para producir una proteína. El nuevo modelo computacional puede ayudar a explicar esa brecha en la evolución de la química en la biología.

“Hemos creado un modelo computacional que ilustra un mecanismo de repliegue y catalizador que amplifica secuencias de polímeros y conduce a mejoras en los polímeros”, dijo Ken Dill, autor principal, Profesor Distinguido y Director del Centro Laufer. “El estudio teórico ayuda a comprender un eslabón perdido en la evolución de la química en biología y cómo una población de bloques moleculares moleculares podría, con el tiempo, dar lugar a la aparición de secuencias catalíticas esenciales para la emergencia de la vida”.

En su estudio, los investigadores utilizaron simulaciones por ordenador para estudiar cómo es que secuencias azarosas de polímeros, hidrofílicos (que se unen al agua) o hidrofóbicos (que repelen al agua), de despliegan y se unen entre ellas. Encontraron que estas cadenas de secuencia aleatoria de ambos tipos de polímeros pueden colapsar y doblarse en conformaciones compactas específicas que exponen superficies hidrófobas, sirviendo así como catalizadores para elongación de otros polímeros.

Estas cadenas de polímero en particular, denominadas catalizadores “foldamer”, pueden trabajar juntas en parejas para crecer más y desarrollar más secuencias informativas. Este proceso, según los autores, proporciona una base para explicar cómo los procesos químicos aleatorios podrían haber dado como resultado precursores similares a las proteínas. Proporciona una hipótesis comprobable sobre los polímeros prebióticos iniciales y su evolución.

“Al mostrar cómo los polímeros prebióticos podrían haberse convertido en “plegadores” informativos, esperamos haber revelado un paso clave para entender cómo la vida comenzó a formarse en la Tierra hace miles de millones de años”, explicó el Profesor Dill.

• Articulo original publicado en PNAS. 
• Con información de Phys.org.
• Selección, traducción y edición del Colectivo Alterius.