Un paso más para desentrañar el origen de la vida

La revista Nature publica un artículo que demuestra que los péptidos, moléculas base de la vida, se pueden formar directamente sin necesidad de aminoácidos.

¿Qué es la vida, pues? Es un proceso físico que cabalga sobre la materia como una ola extraña y lenta. Es un caos controlado y artístico, un conjunto de reacciones químicas tan abrumadoramente complejo que hace más de ochenta millones de años produjo el cerebro mamífero que ahora, en forma humana, escribe cartas de amor y emplea ordenadores de silicio para calcular la temperatura de la materia en el origen del universo”. De esta forma tan poética describían Lynn Margulis y su hijo Dorian Sagan en su libro ‘¿Qué es la vida?’ aquello que define el objeto de estudio de la biología y cuyos secretos aún no hemos sido capaces de desentrañar.

Apenas somos capaces de definir la vida (se trata de un concepto que genera controversias, sobre todo en las formas ‘intermedias’ como los virus) y menos todavía de esclarecer su origen, sobre el que existen diversas teorías e interrogantes sin resolver.

Una de las preguntas se refiere al origen de las proteínas, los ladrillos fundamentales que suponen la estructura de los organismos vivos. Para entender la trascendencia de esta cuestión debemos aclarar algunos conceptos de  bioquímica básica. Las proteínas están formadas por aminoácidos, un tipo de molécula orgánica. La unión de dos o más aminoácidos origina los péptidos, y a los péptidos les llamamos proteínas cuando  tienen un elevado peso molecular y, según el criterio del autor, están formadas por una cadena de más de 50-100 aminoácidos con una determinada estructura tridimensional.

 

¿Fue antes el huevo o la gallina?

El problema con su origen radica en que la reacción necesaria para que se formen los péptidos a partir de aminoácidos necesita enzimas, que son también proteínas. “Nos encontramos frente al clásico dilema: ¿quién fue antes, el huevo o la gallina?”, explica Matthew Powner, investigador del University College de Londres. Powner y su equipo acaban de publicar un artículo en la revista Nature en el que demuestran cómo los péptidos pueden tomar una especie de atajo y formarse sin necesidad de aminoácidos.

En su trabajo revelan que los precursores de los aminoácidos, llamados aminonitrilos, bajo determinadas condiciones podrían convertirse directamente en aminoácidos aprovechando su propia reactividad y con la ayuda de otras moléculas que también estarían presentes en ese ambiente primigenio de la Tierra.

"Muchos investigadores han tratado de comprender cómo se formaron los primeros péptidos que fueron la base de la vida, pero casi toda la investigación se ha centrado en los aminoácidos, pasando por alto la reactividad de sus precursores", ha explicado Powner.

En condiciones normales, los aminonitrilos requieren de condiciones de pH muy extremas – fuertemente ácido o alcalino- para formar aminoácidos que, a su vez, necesitan mucha energía para unirse y formar los péptidos. Pues bien, el equipo británico encontró una forma de saltarse estos dos pasos, consiguiendo obtener, directamente, péptidos a partir de aminonitrilos.

Moléculas muy reactivas

Los investigadores descubrieron que los aminonitrilos, debido a su reactividad innata,  son capaces de formar enlaces peptídicos en agua con mucha más facilidad que los aminoácidos. En el artículo publicado en Nature se describe una secuencia de reacciones simples que combinan sulfuro de hidrógeno con aminonitrilos y ferricianuro que conducen a la formación de péptidos.

"La síntesis controlada, en respuesta a estímulos ambientales o internos, es una parte esencial de la regulación metabólica, por lo que pensamos que la síntesis de péptidos podría haber sido parte de un ciclo natural que tuvo lugar en la evolución muy temprana de la vida", ha indicado Pierre Canavelli, primer firmante del artículo.

Otro de los hechos que apoya esta teoría radica en que las moléculas empleadas para obtener experimentalmente esta cadena de reacciones debieron estar presentes en esa Tierra primitiva, ya que son compuestos que se liberarían durante las emisiones de gases resultantes de la actividad volcánica de aquella época.

Aplicaciones en química sintética

Además de ayudarnos a comprender mejor los procesos que originaron la vida, estos hallazgos también serán útiles a nivel industrial, pues la formación de enlaces amida es esencial en la fabricación de muchos materiales sintéticos y productos farmacéuticos de importancia comercial. Este método podría abaratar los costes al no necesitar muchos de los reactivos que se usan actualmente.

El equipo de investigadores está analizando ahora las propiedades funcionales de los péptidos que han sintetizado, y esperan que los resultados les permitan comprender mejor cómo podrían haber contribuido al inicio de la vida hace cuatro mil millones de años.

Victoria González

Victoria González

Bióloga de bota. Tengo los pies en la tierra y la cabeza llena de pájaros. De mayor quiero ser periodista.

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