Plantean una nueva teoría sobre el origen del ARN

Un grupo de investigadores de la Escuela de Química de la Universidad de Manchester (Reino Unido) ha sintetizado en el laboratorio los nucleótidos pirimidínicos del ARN (ácido ribonucleico) en condiciones prebióticas. Esta macromolécula está constituida por una larga cadena de nucleótidos, formados a su vez por tres componentes: una base, un azúcar y un grupo fosfato. La base puede ser de tipo purina (adenina y guanina) o pirimidina (citosina y uracilo), y los nucleótidos formados por estas últimas son los que han logrado sintetizar los investigadores británicos.

“Hemos fabricado dos de los cuatro nucleótidos necesarios para formar el ARN; todavía nos faltan los otros dos, pero cuando se consiga uniremos todos y ya tendremos el polímero de ARN”, comenta a SINC John Sutherland, uno de los autores del estudio que esta semana publica la revista Nature.

El investigador explica que es posible que los materiales iniciales de los que han partido (cianamida, cianoacetileno, glicoaldehido, gliceraldehido y fosfato inorgánico) estuvieran presentes en el medio ambiente de la Tierra primitiva, y que las condiciones para las reacciones también son consecuentes con los modelos geoquímicos de los ambientes prebióticos. A Sutherland le resulta difícil decir si estas moléculas y condiciones también podrían aparecer en otros planetas o sus satélites, “pero quién sabe”.

Un cambio de paradigma

El estudio también cambia el paradigma establecido sobre el origen del ARN. Los científicos suponen que en algún punto de la evolución de la vida se formó una molécula capaz de grabar la información genética. Aunque hoy el ADN (ácido desoxirribunucleico) es la biomolécula que asume esa función, el supuesto candidato primitivo podría haber sido el ARN, la más “simple” molécula de ácido nucleico. Lo que la comunidad científica cuestionaba hasta la aparición de esta investigación es la idea de que una molécula tan compleja como el ARN pudiera haber surgido de forma espontánea.

Dentro de este debate la teoría más aceptada hasta el momento se centraba en que la base, el azúcar y el fosfato se debían haber originado por separado, y más tarde se habrían combinado para formar el nucleótido. El problema de esta hipótesis es que los químicos no han encontrado ninguna reacción que pueda confirmarla.

Ahora John Sutherland y su equipo proponen una nueva teoría sobre el origen del ARN, en la que plantean que en algunos nucleótidos el azúcar y la base podrían haber surgido de una molécula precursora común. “Hemos logrado generar los ‘intermediarios’ amino-oxazolina y anhidronucleosido, que son los que una vez combinados con el fosfato pueden formar los nucleotidos”, explica a SINC Sutherland. “Estos híbridos o quimeras son parte azúcar y parte base”, añade el investigador.

Con esta nueva propuesta el equipo ha demostrado la primera explicación química posible de cómo los nucleótidos del ARN se pueden formar sin la ayuda de las enzimas, y con materiales y condiciones como los que se supone que existían en la Tierra cuando comenzó la vida.

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Referencia bibliográfica:

Matthew W. Powner, Beatrice Gerland & John D. Sutherland. “Synthesis of activated pyrimidine ribonucleotides in prebiotically plausible conditions”. Nature 459, de 14 mayo de 2009.