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Tecnología

Una enzima avala que la vida surgió en un mundo de ARN


Existe evidencia que sugiere que el ARN vino antes que el ADN y las proteínas. Por ejemplo, el ribosoma, la “máquina” que produce proteínas en nuestras células, se construye a partir de ARN. Sin embargo, las proteínas son mejores para catalizar reacciones.

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Investigadores de la Universidad Simon Fraser han aislado una pista genética, una enzima conocida como ARN polimerasa, que proporciona nuevos conocimientos sobre los orígenes de la vida.

Investigadores del laboratorio del profesor de biología molecular y bioquímica Peter Unrau están trabajando para avanzar en la conocida como Hipótesis Mundial del ARN en respuesta a preguntas fundamentales sobre los comienzos de la vida. Han publicado resultados en Science.

La hipótesis sugiere que la vida en nuestro planeta comenzó con moléculas de ácido ribonucleico (ARN) autorreplicantes, capaces no solo de transportar información genética sino también de impulsar reacciones químicas esenciales para la vida, antes de la evolución del ácido desoxirribonucleico (ADN) y las proteínas, funciones que ahora se desarrollan conjuntamente dentro de nuestras células.

A través de un proceso de evolución in vitro en el laboratorio, el equipo ha aislado una ribozima de polimerasa de ARN basada en un promotor, una enzima capaz de sintetizar ARN utilizando ARN como plantilla, que tiene capacidades de sujeción procesiva equivalentes a las actuales proteínas polimerasas.

“Esta ARN polimerasa tiene muchas de las características de las proteínas polimerasas modernas; se desarrolló para reconocer un promotor de ARN y, posteriormente, para copiar el ARN de forma procesiva”, dice Unrau. “Lo que nuestro hallazgo implica es que enzimas de ARN similares al principio de la evolución de la vida también podrían haber manifestado características biológicas tan sofisticadas”.

Existe evidencia que sugiere que el ARN vino antes que el ADN y las proteínas. Por ejemplo, el ribosoma, la “máquina” que produce proteínas en nuestras células, se construye a partir de ARN. Sin embargo, las proteínas son mejores para catalizar reacciones.

Esto ha llevado a los expertos a teorizar que esta máquina fue una invención del mundo del ARN tardío que nunca fue descartada por la evolución.

El ADN también está hecho de ARN. Dado que el ARN es un truco y puede realizar las funciones tanto de proteínas como de ADN, esto sugiere que el ADN y las proteínas evolucionaron más tarde como una “actualización” para mejorar las funciones celulares originalmente respaldadas por el ARN.

La ribozima polimerasa de sujeción descubierta por el laboratorio de Unrau, ubicado dentro del campus de Burnaby de SFU, indica que la replicación del ARN por catalizadores de ARN de hecho podría haber sido posible en una vida tan primitiva.

El objetivo a largo plazo de Unrau y su equipo es construir un sistema de autoevolución en el laboratorio. Esto implicaría la creación de una ribozima de ARN polimerasa que también pueda replicarse y sostenerse a sí misma, para obtener una comprensión más profunda de cómo surgieron los primeros organismos basados en ARN.

“Si somos capaces de crear un sistema basado en ARN vivo y en evolución en el laboratorio, habríamos hecho algo bastante notable, algo que probablemente nunca ha existido desde los albores de la vida en este planeta”, dice Unrau.

“Al comprender la complejidad fundamental de la vida, en el laboratorio, podemos comenzar a estimar las posibilidades de vida en otros planetas y determinar la probabilidad de que planetas como Marte tuvieran o aún tengan el potencial de albergar vida”.

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