MADRID, 19 May. (EUROPA PRESS) -
Un nuevo estudio muestra cómo las transformaciones bioquímicas complejas pueden haber sido posibles en las condiciones que existían cuando comenzó la vida en la Tierra primitiva. En concreto, concluye que el ARN es capaz de catalizar la transferencia de electrones en condiciones similares a las de la Tierra primitiva.
Debido a la transferencia de electrones, el movimiento de un electrón de una especie química a otra está involucrado en muchos procesos biológicos, como la fotosíntesis, la respiración y la reducción de ARN a ADN, por lo que los resultados del estudio sugieren que las transformaciones bioquímicas complejas pueden haber sido posibles cuando comenzó la vida.
Existe considerable evidencia de que la evolución de la vida pasa por una etapa temprana, cuando el ARN juega un papel más importante, antes de que aparecieran las proteínas de ADN y codificados. Durante ese tiempo, hace ya más de 3 millones de años, al ambiente le faltaba oxígeno, pero tenía una gran cantidad de hierro soluble.
"Nuestro estudio muestra que cuando ARN se une al hierro en un ambiente libre de oxígeno, el ARN muestra la extraordinaria capacidad de catalizar la transferencia de electrones individuales, un proceso que participa en la bioquímica más sofisticada, sin embargo, no caracterizado previamente para el ARN", dijo Loren Williams, profesor de la Escuela de Química y Bioquímica en el Instituto de Tecnología de Georgia (Estados Unidos).
Los resultados del estudio, patrocinado por el Instituto de Astrobiología de la NASA, se publicarán en la edición digital de este domingo de la revista 'Nature Chemistry'. El gas libre de oxígeno era casi inexistente en la atmósfera de la Tierra hace más de 3 millones de años.
Cuando el oxígeno libre comenzó a entrar en el medio ambiente como producto de la fotosíntesis, provocó que el hierro de la tierra se oxidara, construyendo formaciones de hierro en bandas masivas que aún se extraen hoy.
El oxígeno libre producido por organismos avanzados causó hierro tóxico, aunque era y sigue siendo un requisito para la vida. Williams cree que la transición del medio ambiente generó un cambio lento en la utilización de hierro al magnesio para la unión al ARN, el plegado y la catálisis.
Williams y Chiaolong Hsiao, de la Facultad de Química y Bioquímica del Instituto de Tecnología de Georgia, usaron un ensayo de peroxidasa estándar para detectar la transferencia de electrones en soluciones de ARN y el ión hierro, Fe2 + o iones de magnesio, Mg 2 +. Para los diez tipos diferentes de ARN, los investigadores observaron la catálisis de un solo electrón de transferencia en la presencia de hierro y ausencia de oxígeno.
Los científicos encontraron que dos de los más abundantes y antiguo tipos de ARN, el ARN ribosómico 23S y ARN de transferencia, catalizaron por transferencia de electrones de manera más eficiente que otros tipos de ARN. Sin embargo, ninguno de los ARN y soluciones de magnesio catalizaron un solo electrón de transferencia en el medio ambiente libre de oxígeno.
"Nuestros hallazgos sugieren que la competencia catalítica de ARN pudo haber sido mayor en condiciones de la Tierra primitiva que en las condiciones actuales, y nuestros experimentos pueden haber revivido una función latente de ARN", agregó Williams.
