Los investigadores han descubierto una molécula de ARN, denominada QT45, que realiza casi todos los pasos necesarios para la autorreplicación, un proceso crucial en la principal teoría sobre cómo comenzó la vida. Este avance proporciona pruebas sólidas que respaldan la hipótesis del “mundo del ARN”, que postula que el ARN, y no el ADN, fue el material genético primario en las primeras etapas de la vida. El descubrimiento es significativo porque demuestra que una molécula relativamente simple puede catalizar las reacciones necesarias para copiarse a sí misma, aunque no simultáneamente en los experimentos actuales.
La hipótesis del mundo del ARN y el desafío de la autorreplicación
Durante décadas, los científicos han teorizado que la vida se originó a partir de moléculas de ARN capaces de autorreplicarse. El ARN, a diferencia del ADN, puede almacenar información genética y actuar como una enzima, catalizando reacciones químicas. Esta doble función lo convierte en un candidato ideal para las primeras formas de vida. Sin embargo, encontrar una molécula de ARN que se autorreplica de forma fiable ha sido un gran obstáculo. Los intentos anteriores requirieron estructuras de ARN grandes y complejas que probablemente no se formaron espontáneamente en la Tierra primitiva.
QT45: Un gran avance en la simplicidad
El equipo de investigación, dirigido por Philipp Holliger en el Laboratorio de Biología Molecular del MRC, evitó esta complejidad buscando secuencias de ARN más pequeñas y simples. Comenzando con un billón de secuencias aleatorias de 20 a 40 nucleótidos, identificaron tres que podrían unir los nucleótidos. A través de repetidas rondas de mutación y selección, los desarrollaron hasta convertirlos en una molécula de 45 nucleótidos (QT45) que ahora puede catalizar la creación de cadenas de ARN complementarias, incluidas secuencias que reflejan la suya propia.
Hallazgos clave:
- QT45 puede ensamblar cadenas cortas de nucleótidos, copiando eficazmente plantillas de ARN.
- La molécula puede hacer copias de sí misma a partir de esas hebras complementarias.
- Si bien aún no se ha logrado la autorreplicación total (ambas reacciones ocurren simultáneamente), está a nuestro alcance.
Por qué esto importa: condiciones en la Tierra primitiva
Las condiciones necesarias para que funcione QT45 (agua alcalina justo por encima del punto de congelación) se parecen mucho a los entornos que existían en la Tierra primitiva, como regiones similares a Islandia con actividad hidrotermal y ciclos de congelación y descongelación. Estos ciclos habrían proporcionado la energía necesaria para impulsar las reacciones, mientras que bolsas de agua derretida o vesículas de ácidos grasos podrían haber contenido los componentes necesarios.
El descubrimiento de QT45 no se trata sólo de replicar el ARN en un laboratorio; revela cómo un sistema autooptimizado podría haber evolucionado de forma natural. Debido a que el proceso introduce errores, algunas variaciones inevitablemente funcionarán mejor, lo que conducirá a una replicación exponencial de las hebras más exitosas.
“Lo más interesante es que, una vez que el sistema comienza a autorreplicarse, debería volverse autooptimizador”, afirma Holliger.
Pasos futuros y validación de expertos
El equipo planea seguir evolucionando QT45 y explorar condiciones que permitan la replicación simultánea. Los expertos coinciden en que se trata de un avance significativo. Sabine Müller, de la Universidad de Greifswald, señala que los resultados son “excepcionales”, mientras que Zachary Adam, de la Universidad de Wisconsin-Madison, enfatiza la improbabilidad de encontrar QT45 entre un número “inimaginablemente grande” de secuencias posibles.
El descubrimiento de QT45 marca un momento crucial en la comprensión de los orígenes de la vida, demostrando que la autorreplicación a través del ARN no es sólo teórica sino que se puede demostrar que se puede lograr con estructuras moleculares relativamente simples.
