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The_Earth_seen_from_Apollo_17

“La bola azul”: Fotografía de África, la Antártida y la península Arábiga tomada en ruta para la luna por Harrison Schmitt o Ron Evans durante la misión Apolo 17 el 7 de diciembre de 1972. Este vuelo fue el último en dejar la órbita terrestre, y el único en el cual un geólogo, Harrison Schmitt, volvió sobre la luna. Crédito: NASA

La aparición de la vida sobre Tierra

El científico que estudia cómo los dos mecanismos básicos de la vida, la autorreplicación del ADN y la síntesis de las proteínas se establecieron, se encuentra rápidamente enfrentado a un callejón sin salida. Durante la síntesis de las proteínas, el ARN no puede realizar su tarea completamente solo, sino debe recurrir a un tipo de proteínas llamadas enzimas. Así, para replicar un ácido nucleico (una cadena de nucleótidos), es necesario enzimas, es decir, proteínas; pero para crear una proteína, es necesario un plan, así pues, un ácido nucleico. La situación se convierte rápidamente en un rompecabezas: ¿quién apareció primero?

El mundo del ARN

La hipótesis dominante en la búsqueda de los orígenes de la vida, primero fue la aparición de las proteínas a partir de la materia inerte. En efecto, la síntesis de proteínas a partir de elementos no orgánicos parece relativamente fácil, y se han realizado ensayos con éxito. Sin embargo, esta hipótesis sufre de un grave defecto: las proteínas no se replican, y la información no tiene medio de transmitirse de una generación a la siguiente. Este defecto condujo a abandonar la idea de un origen proteínico de la vida.

Son, pues, los ácidos nucleicos que han ganado el favor general. No el ADN, a pesar de su papel central hoy, sino su primo el ARN. En efecto, si la vida comenzó con ácidos nucleicos, éstos debieran en el origen estar en condiciones de replicarse sin la ayuda de proteínas. Este problema parecía insuperable hasta que se descubre que en algunas circunstancias una sección de hebra de ARN podía desprenderse y comportarse como una enzima, por lo tanto, servir de ayuda a la replicación de la molécula principal. La vida, así pues, encontró posiblemente su origen en un mundo donde la molécula de ARN desempeñaba a la vez su papel actual, y también el de enzima: el mundo del ARN.

Cuatro etapas en la aparición del ARN

Si la vida primero estuvo basada en el ARN antes del serlo sobre el ADN, aún es necesario explicar cómo el ARN hizo su aparición. Ahora bien, este último ya es un sistema muy complejo, y debe, pues, descender de moléculas más simples también capaces de autorreplicación. Es razonable considerar que estas mismas moléculas ya se formaban por nucleótidos, y la cuestión se plantea entonces en la formación de cadenas de nucleótidos a partir de los ingredientes inicialmente presentes sobre la Tierra.

La primera etapa en este proceso es la creación de los componentes de un nucleótido: la ribosa (un azúcar) y las bases nitrogenadas. Esto parece difícil, pero realizable: ciertas bases nitrogenadas, pero no todas, son fáciles de generar, y la ribosa es también fácil de producir, pero en cantidad limitada, porque las reacciones químicas pendientes producen sobre todo otros azúcares. Una dificultad suplementaria viene por el hecho de que las condiciones necesarias para la formación de los dos tipos de moléculas parecen excluirse mutuamente. Esta dificultad puede, sin embargo, ser superada si los azúcares son producidos en la atmósfera o en la superficie de los océanos, y si las bases nitrogenadas están en las profundidades de los océanos, o durante impactos de cometas ricos en precursores de las bases nitrogenadas.

La segunda etapa es la asociación de estas moléculas básicas para formar nucleótidos. Se trata del punto peor comprendido en toda la descripción. En efecto, los ensayos en laboratorios producen muchos nucleótidos, pero en cantidad demasiado escasa e insuficiente para permitir al proceso continuar.

La tercera etapa es la reagrupación de nucleótidos aislados para formar cadenas de ácidos nucleicos. Éste no plantea mayor problema, puesto que experiencias en laboratorio, simulando condiciones reales, han permitido crear cadenas conteniendo hasta quince nucleótidos. Pero, sin embargo, algunas objeciones persisten. Por ejemplo: ¿La concentración en nucleótidos era suficiente para permitir al proceso desarrollarse?, ¿porqué las reacciones competidoras no han tomado parte?, ¿qué es lo que ha impedido al crecimiento de los ácidos nucleicos ser parado por moléculas fatales al proceso?

La cuarta etapa es la autorreplicación de los ácidos nucleicos. Las experiencias en laboratorio desde hace tiempo han mostrado que se podían replicar fácilmente cadenas de ácidos nucleicos con ayuda de simples nucleótidos. El problema consiste de nuevo en explicar por qué el crecimiento no ha sido interrumpido por moléculas parásitas, lo que puede, por ejemplo, explicarse si la creación de una cadena es en realidad el resultado de un proceso más complejo con rechazo de las moléculas no apropiadas.

Las proteínas

Una vez creada, la molécula de ARN va poco a poco a mejorarse con el tiempo. En efecto, en el momento de la replicación, todas las clases de errores de copias pueden producirse. Éstas son generalmente nefastas, pero pueden de vez en cuando revelarse positivas y mejorar el mensaje genético si aportan a la molécula activos en su lucha diaria para sobrevivir.

Las moléculas de ARN se vuelven, pues, poco a poco más complejas y más perfectas. Finalmente, algunas se vuelven capaces de vincular los aminoácidos presentes en el entorno para formar proteínas, y estas últimas toman el control en la función de ayuda a la replicación.

 

 

ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA - ANTONIO HERAS - SON FERRER (CALVIÁ)

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