sábado, 13 de abril de 2013

Posted: 06 Apr 2013 02:44 AM PDT
Referencia: Science.Dailey.com, 4 abril 2013

Un biólogo, en el Colegio de Medicina de Universidad estatal de Florida, ha hecho nuevos descubrimientos que nos acercan un paso más cerca de entender cómo apareció la vida por primera vez en la Tierra hace miles de millones de años.


El profesor Michael Blaber y su equipo extrajeron datos que apoyan la idea de que existen en la Tierra 10 aminoácidos que hace alrededor de 4 mil millones de años fueron capaces de formar proteínas plegables en un entorno muy salino (halófilo). Tales proteínas habría sido capaces de proporcionar la actividad metabólica necesaria para que emergieran los primeros organismos vivos del planeta hace entre 3,5 y 3,9 mil millones años.

Los resultados del estudio de tres años de Blaber, fueron construidos en torno a unas técnicas de investigación que tardaron más de 17 años en poder desarrollarse, y que ahora publican en Proceedings of the National Academy of Sciences.

Los primeros organismos vivos habrían sido microscópicos, organizaciones similares a células capaces de replicarse y adaptarse a las condiciones ambientales, un humilde comienzo para la vida en la Tierra.

"El paradigma actual del surgimiento de la vida es que el ARN fue lo primero en un ambiente de altas temperaturas", dijo Blaber. "Pero los datos que hemos generado están mucho más a favor de un surgimiento primario de proteínas en un ambiente halófilo".

La opinión ampliamente aceptada entre los científicos es que el ARN, que se encuentra en todas las células vivas, representaría probablemente a las primeras moléculas de la vida, se trata de la hipótesis de un "ARN primario" en el origen de los sistemas vivos desde las moléculas no vivas. Lo hallazgos de Blaber indican que, el conjunto de aminoácidos producidos por sencillos procesos químicos, contienen la información necesaria para producir complejas proteínas plegadas, que soportan el punto de vista opuesto de una "proteína-primaria".

Otro punto de vista importante, sostiene que en un ambiente de altas temperaturas (termófilo), como las chimeneas termales del océano profundo, pudo haber sido el caldo de cultivo para el origen de la vida. "El medio ambiente halófilo, ha sido tradicionalmente considerado como una vida adaptada, pero no iniciadora", señaló Blaber. "Aunque nuestro estudio de los aminoácidos y proteínas prebióticas sugiere lo contrario."

Sin la capacidad de plegarse, las proteínas no serían capaces de formar las estructuras esenciales precisas que mantienen las funciones de la vida tal como la conocemos. El plegamiento permite que las proteínas adquieran una forma globular a través de la cual pueden interactuar con otras proteínas, llevando a cabo reacciones químicas específicas y adaptándose para que los organismos exploten un entorno determinado.

"Hay numerosos nichos en los que la vida puede evolucionar", añadió Blaber. "Por ejemplo, los extremófilos son microorganismos que viven en altas temperaturas, en alta acidez, frío extremo, presiones extremas y sal extrema, y así sucesivamente. Para que exista la vida en tales entornos, es esencial que las proteínas sean capaces de adaptarse a dichas condiciones. En otro palabras, deben que ser capaces de plegarse."

Los fragmentos de cometas y meteoritos, como los que recientemente han golpeado la región de los Urales en Rusia, han aportado pruebas sobre la llegada de aminoácidos a la Tierra. Estos fragmentos son anteriores a la Tierra y podrían haber sido responsables de la entrega de un conjunto de 10 aminoácidos prebióticos, cuyos orígenes se encuentran en la formación de nuestro sistema solar.

Hoy en día el cuerpo humano utiliza 20 aminoácidos comunes para fabricar todas sus proteínas. Diez de ellos surgen a través de las rutas biosintéticas, otros diez -el conjunto prebiótico-, puede obtenerse por reacciones químicas sin requerir de ningún sistema vivo o vía biosintética.

Existen evidencias científicas que apoyan muchos elementos de las teorías de la abiogénesis (el surgimiento de la vida), incluyendo el período de tiempo (alrededor de 3,5 a 3,9 mil millones años atrás), y las condiciones de la Tierra y en su atmósfera en esa época. La Tierra se habría formado por masas de tierra volcánica (el comienzo de la formación de los continentes), océanos salados y lagunas de agua dulce, además de agua caliente (a unos 80 ºC) y un ambiente repleto de vapor que contenía dióxido de carbono y nitrógeno. El oxígeno llegaría más tarde, como subproducto vital de las plantas verdes y las bacterias que surgieron.

Usando un método de análisis llamado top-down (de arriba-abajo) de deconstrucción simétrica, el laboratorio de Blaber ha sido capaz de identificar pequeños bloques de construcción de péptidos capaces de un ensamblaje espontáneo en arquitecturas de proteínas específicas y complejas. Su reciente trabajo ha explorado si dichos bloques de construcción pueden estar compuestos de tan sólo 10 aminoácidos prebióticos e incluso plegados.

Su equipo ha logrado proteínas plagadas de hasta 12 aminoácidos, lo que conforma el 80 por ciento del camino para probar su hipótesis.

Si la teoría de Blaber se sostiene, supondría reorientar la búsqueda de evidencias sobre el cómo empezó la vida.

"Más que un curioso nicho donde la vida evolucionó, el medio ambiente halófilo ahora puede pasar a ser el centro del escenario como localización probable de aspectos clave para la abiogénesis", concluyó. "De igual modo, el papel de la formación de proteínas adquiere una importancia adicional en los primeros pasos de la vida sobre la Tierra."


- Imagen: Costa del Mar Muerto. Crédito: © frag / Fotolia.
- Fuente: Florida State University, via Newswise.
- Publicación: L. M. Longo, J. Lee, M. Blaber. Simplified protein design biased for prebiotic amino acids yields a foldable, halophilic protein. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2013; 110 (6): 2135 DOI: 10.1073/pnas.1219530110.

Fuente :  Pedro Donaire, Bitnavegantes