El origen de la vida

El origen de la vida
Андрей Тихомиров

La vida tal como la conocemos se basa en una compleja red de interacciones dentro de las cеlulas biolоgicas que realizan la transferencia de informaciоn genеtica de los аcidos nucleicos a las prote?nas. Este proceso es universal para todos los organismos celulares sin excepciоn, es la base de la bios?ntesis de macromolеculas.

Андрей Тихомиров

El origen de la vida

Los biоlogos alemanes han demostrado experimentalmente que las molеculas de ARN de transporte pueden haber sido un elemento importante en la evoluciоn de las formas de vida tempranas. Bajo ciertas condiciones, son capaces de ensamblarse en unidades funcionales que reproducen informaciоn genеtica de manera exponencial.

La transmisiоn de informaciоn genеtica se realiza de manera secuencial: primero del ADN al ARN (este proceso se llama transcripciоn) y luego se realiza la s?ntesis de prote?nas (traducciоn) en la matriz de ARN. En una operaciоn conocida como replicaciоn, las prote?nas duplican la informaciоn genеtica codificada en las molеculas de ADN y almacenada en el n?cleo de la cеlula, la distribuyen por igual entre las dos cеlulas hijas durante la divisiоn y el proceso se repite.

La paradoja del dogma central de la biolog?a molecular es que ya en la primera etapa, los compuestos complejos de prote?nas – enzimas act?an como catalizadores de la transcripciоn: en un аrea determinada, la doble hеlice del ADN se desenrolla bajo la acciоn de las enzimas, y una de las cadenas se convierte en una matriz para construir la llamada matriz o ARN de informaciоn (ARNm), que luego participa en la traducciоn.

Es decir, y a nivel molecular, surge la eterna pregunta sobre el origen de la vida, lo que fue primario, el huevo o la gallina: las prote?nas son necesarias para transmitir informaciоn genеtica, pero su s?ntesis depende de la transcripciоn.

Los biоlogos de la Universidad Ludwig y Maximilian de Munich han demostrado experimentalmente por primera vez que peque?os cambios en las molеculas de ARN de transporte (ARNt) les permiten autoensamblarse en una unidad funcional que puede reproducir informaciоn.

Por lo tanto, seg?n los cient?ficos, el ARN de transporte, que act?a como intermediario entre el ARNm y las prote?nas, podr?a haber sido un elemento clave en la evoluciоn de las formas de vida tempranas: las molеculas de ARNt podr?an interactuar de manera Autоnoma para formar una especie de mоdulo de replicaciоn capaz de replicar exponencialmente la informaciоn.

"Nuestra investigaciоn sobre las formas tempranas de replicaciоn molecular y nuestro descubrimiento de la conexiоn entre la replicaciоn y la traducciоn nos acerca a la reconstrucciоn del origen de la vida", dijo Dieter Brown, uno de los autores del estudio, en un comunicado de Prensa.

Para que un sistema de este tipo funcione, se necesita un entorno de no equilibrio para iniciar los procesos f?sicos y qu?micos apropiados, seg?n los cient?ficos. Por lo tanto, todos sus experimentos involucraron una secuencia repetitiva de fluctuaciones de temperatura.

Cada experimento comenzо con una plantilla, una estructura de informaciоn que consta de dos tipos de secuencias de nucleоtidos centrales. Los investigadores demostraron que bajo condiciones que cambian periоdicamente, la estructura binaria de plantilla puede copiarse repetidamente. Tal mecanismo de replicaciоn podr?a haber tenido lugar en un microsistema hidrotermal en la Tierra primitiva.

En particular, seg?n los autores, un entorno favorable para tales ciclos de reacciоn podr?a haberse formado en rocas porosas en el fondo marino, donde las fluctuaciones naturales de temperatura estаn asociadas con las corrientes de convecciоn.

Los cient?ficos paleontоlogos han descubierto fоsiles parecidos a esponjas en arrecifes antiguos que tienen 890 millones de a?os. Si se confirman los resultados, este ser?a el hallazgo mаs antiguo de organismos vivos multicelulares en la Tierra.

Se cree que los primeros organismos multicelulares, que se pueden atribuir con certeza a los animales, aparecieron en la Tierra hace aproximadamente 635 millones de a?os, en ediacaria, el ?ltimo per?odo geolоgico del Proterozoico. Estamos hablando de vendobiontes, misteriosos organismos radialmente y bilateralmente simеtricos que llevaban un estilo de vida sedentario o sedentario.

Sin embargo, algunos cient?ficos creen que los primeros animales en la Tierra fueron esponjas – marinos Unidos al fondo multicelulares, que todav?a estаn ampliamente distribuidos en todo el mundo.

Las esponjas fоsiles mаs antiguas bien conservadas se conocen desde el per?odo Cаmbrico, que comenzо hace 541 millones de a?os, pero el anаlisis filogenеtico y los biomarcadores sugieren que las esponjas exist?an mucho antes, y en rocas sedimentarias de 750 millones de a?os, los cient?ficos encontraron esp?culas de silicio, elementos del esqueleto mineralizado de esponjas.

La paleontоloga canadiense Elizabeth Turner, de la Universidad de Lawrence, descubriо fоsiles extremadamente similares en estructura a las esponjas en antiguos arrecifes en el noroeste de Canadа. Los arrecifes pertenecen a estructuras bacterianas, estаn apilados con carbonato de calcio y tienen una edad de 890 millones de a?os.

En las muestras de roca, Turner identificо redes ramificadas de estructuras tubulares mineralizadas con calcita, un carbonato de calcio cristalino. La investigadora se?alо que estas estructuras se parecen mucho al esqueleto fibroso de las esponjas cоrneas, que se utilizan hoy en d?a para producir esponjas de lavado.

El autor cree que estas estructuras pueden ser restos fosilizados de esponjas cоrneas que vivieron en arrecifes de carbonato durante otros 90 millones de a?os antes de que los niveles de ox?geno en la Tierra aumentaran a concentraciones que se consideran esenciales para mantener a los animales vivos.

Si se confirman las suposiciones del cient?fico, resulta que la evoluciоn de los primeros animales en nuestro planeta ocurriо independientemente de la oxigenaciоn, la saturaciоn de ox?geno en la atmоsfera, y los primeros organismos pudieron sobrevivir a las glaciaciones globales mаs severas en la historia de la tierra del per?odo criogеnico, que ocurriо entre 720 y 635 millones de a?os atrаs.

A juzgar por los resultados de la reconstrucciоn micropetrogrаfica, la esponja mаs antigua era un organismo similar a un gusano Unido, que med?a desde los primeros mil?metros hasta el cent?metro, que viv?a en la superficie o dentro de arrecifes construidos por cianobacterias calcificantes, fotosintetizadores.

La rareza de los hallazgos de esponjas de la edad neoproterozoica se explica por el hecho de que, muy probablemente, no ten?an esqueletos mineralizados, sil?ceos o calcаreos, sino que consist?an exclusivamente en compuestos de prote?nas, esponjas o queratina. Por lo tanto, el cient?fico cree que en los depоsitos antiguos no es necesario buscar elementos del esqueleto, las esp?culas, sino las huellas de tejidos blandos que conservan la estructura. Los paleontоlogos han encontrado tales estructuras antes, pero las han interpretado como colonias fоsiles de algas o protozoos.

La Biosfera, formada hace 3.500-4.500 millones de a?os, es un sistema bien formado. Cualquier cambio en las conexiones en ella conduce a una violaciоn de su estructura en su conjunto, as? como de los enlaces individuales, hasta la pеrdida de algunos de ellos de la composiciоn de la Biosfera.

Todos los secretos de un organismo vivo estаn establecidos por la naturaleza en la cеlula cigoto, formada a partir de la fusiоn de los principios femenino y masculino. Tiene la funciоn de crear mаs de otras 100 cеlulas que componen cualquier organismo vivo. El proceso de desarrollo de la materia viva va en una direcciоn: desde la generaciоn hasta el envejecimiento y la destrucciоn.

Los descubrimientos cient?ficos de la qu?mica evolutiva y la biolog?a dan razones para afirmar la unidad de la naturaleza viva e inanimada. La apariciоn de la materia viva de la inanimada hace que la primera dependa completamente de la segunda. Y los experimentos llevados a cabo bajo la direcciоn del acadеmico A. I. Oparin sobre la reproducciоn artificial de la vida de la naturaleza inanimada han demostrado que, bajo las condiciones adecuadas, la vida debe surgir inevitablemente en cualquier lugar del vasto Universo. Sin embargo, la naturaleza rara vez crea tales condiciones.

La Cumbre de la creaciоn de la naturaleza que conocemos fue la apariciоn del hombre en la Tierra. Hasta ahora, esta es la ?nica criatura que es consciente de s? misma, recuerda el pasado, vive el presente: y piensa en el futuro. Esta circunstancia obliga al hombre a ser extremadamente cuidadoso con la preservaciоn de la vida en la Tierra. La naturaleza ha recompensado al hombre con inteligencia y, por lo tanto, lo ha hecho responsable de su futuro destino, de todo lo que sucede en la naturaleza viva e inanimada en las condiciones de la Tierra. Y hoy ya ha llegado el momento en que todos los que viven deben darse cuenta de su propia participaciоn y responsabilidad personal en la preservaciоn de la Biosfera como su propio hаbitat.