Cómo surgió la vida en la Tierra a partir de una variedad de moléculas no vivas es un ocultación obstinadamente perdurable. Los experimentos pueden mostrarnos cómo podrían sobrevenir ocurrido los pasos esencia, pero por cada paso delante hay confusos callejones sin salida.
El agua, por ejemplo, parece un componente esencial de la vida desde el principio. Sin requisa, el proceso de crecimiento de algunos de los componentes más vitales de la vida tiene una frustrante inquina a mojarse.
“Sabemos que los aminoácidos son los componentes básicos de las proteínas y las proteínas son esenciales para la vida”, dice John Yin, ingeniero bioquímico de la Universidad de Wisconsin-Madison.
“En la química prebiótica, durante mucho tiempo ha sido una cuestión de cómo podríamos hacer que estas cosas formen enlaces y cuerdas de una modo que eventualmente podría conducir a una célula viva. La pregunta es difícil porque la química particular involucrada tiende a frustrarse en la presencia de agua”.
La teoría que prevalece desde la época de Charles Darwin es que la vida surgió de una “sopa primordial” decididamente húmeda, lo que dificulta conciliar el papel preciso que el agua podría desempeñar en los orígenes de esas primeras reacciones sostenidas y autorreplicantes.
Por lo tanto, la ingeniera química de la Universidad de Wisconsin-Madison, Hayley Boigenzahn, dirigió un estudio en un entorno cambiante simulado, uno que alternaba entre condiciones húmedas y secas que se replican fácilmente en la naturaleza con ciclos de mareas y día/indeterminación, así como cambios climáticos.
El equipo de Boigenzahn combinó una selección de aminoácidos que han demostrado ser sobrado fáciles de producir de forma natural. Como los componentes básicos de las proteínas, unidades que pueden realizar el trabajo mecánico de los procesos vivos, las estructuras resultantes son una buena envite para desempeñar un papel importante en las primeras formas de biología.
Desafortunadamente, ganar que esas unidades se unan en cadenas más largas es un desafío. En este caso, los investigadores utilizaron el aminoácido glicina.
Luego agregaron trimetafosfato a su sopa, una molécula producida lógicamente en los volcanes.
Finalmente, la sopa se condimentó con hidróxido de sodio (NaOH) para aumentar su pH.
Y he aquí, durante la primera hora del intento, la glicina se acopló para formar una molécula de dos unidades emplazamiento dímero. Esta reacción libera protones que a su vez neutralizan el pH necesario para que se produzca la dimerización, frenando efectivamente todo el proceso.
Como se encontró en investigaciones anteriores, a medida que el pH de la decisión se volvió más indeterminado, los dímeros comenzaron a unirse lentamente entre sí en cadenas tenuemente más largas. Sin requisa, a medida que la decisión se secaba, la velocidad de reacción aumentaba, posiblemente conveniente a que las concentraciones de las moléculas se amontonaban, sospecha el equipo.
“Lo que estamos mostrando aquí es que no necesariamente tiene que ser el mismo entorno en todas las reacciones”, dice Boigenzahn. “Pueden ocurrir en diferentes entornos, siempre que las reacciones que se produzcan ayuden a crear un entorno que sea benefactor para los próximos pasos”.
Un ciclo de transiciones entre condiciones húmedas y secas podría convertir la molécula en proteínas más complejas, algunas de las cuales podrían promover otras reacciones químicas involucradas en la vida.
“El hecho de que estos mecanismos de reacción se conocen desde hace muchos abriles y ha habido una apreciación limitada del vínculo entre ellos sugiere que puede significar la pena prestar longevo atención a los existencias de las reacciones prebióticas propuestas en su entorno, adicionalmente de los existencias del medio circunstancia sobre las reacciones”, señalan Boigenzahn y el equipo.
Esta siquiera es la primera pista de que los orígenes de la vida pueden sobrevenir ocurrido al borde de la humedad. A principios de este año, los químicos descubrieron que los aminoácidos flotantes libres eran más reactivos en el final aire-agua de las pequeñas gotas. Adicionalmente, estas reacciones ocurrieron en condiciones ambientales normales sin menester de otros productos químicos o radiación.
Todavía queda un holgado camino por recorrer ayer de comprender todo lo que implica, pero dar sentido a los procesos detrás de la creación de la vida igualmente podría cascar la puerta a tecnologías nuevas y más poderosas basadas en la química.
“Eventualmente, podría crear sistemas químicos que puedan juntar información, adaptarse y ponerse al día”, dice Yin.
“El ADN almacena información a miles de veces la densidad de un chip de computadora. Si pudiéramos obtener sistemas que hicieran esto sin ser necesariamente células vivas, entonces comenzarías a pensar en todo tipo de funciones y procesos nuevos que ocurren a nivel molecular”.
Esta investigación fue publicada en Orígenes de la vida y crecimiento de las biosferas.