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El péptido primordial también habría sido capaz de catalizar las reacciones químicas que condujeron a las primeras formas de vida.

¿Cómo comenzó la vida en nuestro planeta? Esta es la pregunta principal que trata de resolver la astrobiología, una ciencia que indaga en los orígenes de nuestra existencia para así también tratar de entender si es posible la vida tal y como la conocemos en otros planetas.

Ahora, un equipo de científicos de la Universidad Estatal de New Jersey (EEUU) ha identificado una posible candidata a ser la primera proteína de la Tierra, una molécula que además tendría capacidad para realizar catálisis – acelerar reacciones químicas-, un proceso fundamental para las células. No se trata, por supuesto, de una proteína compleja como las que forman parte de nuestro organismo, que suelen constar de entre cientos y miles de aminoácidos, ya que estas son el resultado de millones de años de evolución. Se estima que las primeras proteínas de la Tierra serían mucho más sencillas, formadas por un máximo de diez a veinte aminoácidos.

Fue a finales de los años 80 cuando el químico Günter Wächtershäuser expuso la teoría de que la vida debió comenzar en el océano, en concreto en rocas que contienen hierro y azufre. Wächtershäuser y otros científicos predijeron que las primeras proteínas se habrían unido a estos metales para servir así como catalizadores de las reacciones químicas que producen la vida.

Así es el péptido primordial

Para ‘cazar’ al posible primer péptido – proteína de cadena corta- de nuestro planeta, el equipo de científicos se valió de una simulación informática y desarrolló y pequeño péptido de 12 aminoácidos que después probó en el laboratorio. Se trata de una molécula que contiene tan solo dos tipos de aminoácidos – frente a los aproximadamente veinte que contienen las proteínas actuales-, es muy corto y podría haber surgido espontáneamente en la Tierra primitiva, si se daban las condiciones adecuadas. Además, en el núcleo de este péptido existe un cúmulo de metales que se asemeja a la estructura y a la química del hierro y el azufre que abundaban en los océanos en aquella época.

Otra de las características más relevantes de esta proteína primigenia es que es capaz de cargarse y descargarse repetidamente, lo que le permite transportar electrones dentro de una célula.Se trata de una capacidad de suma importancia si pensamos que esta pequeña molécula sería la base de las reacciones químicas que comenzaron a dibujar la vida.

“Las proteínas actuales conocidas como ferredoxinas hacen precisamente esto: transportan electrones alrededor de la célula para promover el metabolismo”, explica Professor Paul G. Falkowski, uno de los autores. “Un péptido primordial como este habría tenido una función similar en los orígenes de la vida”. Esos péptidos podrían haber actuado en los albores de la vida moviendo electrones en los primeros ciclos metabólicos.

Falkowski es también el investigador principal de un proyecto financiado por la NASA denominado ENIGMA, cuyo objetivo principal es precisamente conocer cómo evolucionó la catálisis proteica en los inicios de la vida. Con ayuda de simulaciones informáticas, los investigadores ya han diseccionado casi 10.000 proteínas y en enero de 2018 publicaron un trabajo en el que describían lo que ellos llaman ‘Los LEGOS de la vida’: se trata de cuatro estructuras químicas que pueden apilarse y formar así todas las proteínas que conforman el interior de todos los organismos vivos.

El pequeño péptido primordial ahora identificado podría ser el precursor de estos LEGOS de la vida, y el siguiente paso será simular los procesos por los que los primeros péptidos habrían articulado la química de la vida en sus orígenes.

El trabajo se ha publicado en la revista Journal of the American Chemical Society.

Los científicos creen que el origen de toda la vida terrestre surgió una sola vez, en forma de un primitivo microbio. Lo han bautizado como LUCA.

Todos los seres vivos del planeta poseemos un patrimonio genético común. Los humanos, por ejemplo, compartimos más del 99 % del genoma con los chimpancés, pero también la mitad con los plátanos. Esto ha permitido a los expertos deducir que la vida en la Tierra tuvo el mismo origen –esto es, surgió una sola vez– y que debe existir un único antepasado de todos los organismos que la habitan, desde las bacterias hasta las ballenas azules. Este ancestro universal se conoce como LUCA, acrónimo en inglés de Last Universal Common Ancestor. Los investigadores piensan que pudo surgir en ambientes semejantes a los géiseres y fuentes geotermales del Parque Yellowstone, en Estados Unidos (foto).

Como su nombre indica, se trata del último antepasado común a todas las formas de vida, pero no representa el estadio más temprano de la evolución. Es más, lo que sucedió antes de él es algo que todavía no conocemos muy bien. Por otro lado, que todos los seres vivos compartan el mismo código genético no nos dice nada sobre la naturaleza de LUCA.

Podríamos partir de este supuesto: ¿qué rasgos son comunes a toda la vida celular? Para determinarlo, quizá deberíamos comparar los genomas representativos de los tres dominios naturales: arqueas, bacterias y eucariontes. Los genes que sean comunes a todos ellos también habrían estado presentes en LUCA.

Pero esto es más fácil decirlo que hacerlo. Un problema es que los genes se mueven de un organismo a otro, en un proceso denominado transferencia horizontal. Por ejemplo, hace 100 millones de años la bacteria Escherichia coli adquirió al menos un 10 % del genoma a través de más de doscientos eventos de este tipo.

También puede suceder que ciertos genes que se encontraban en LUCA hayan dejado de ser universales, esto es, que desaparecieran de algún dominio. Hay científicos que sostienen que la citada transferencia es tan importante que, en la práctica, es imposible construir los árboles evolutivos –algo así como las genealogías–, mientras que otros piensan que tal fenómeno resulta insignificante.

Fuente: Muy Interesante