Podría ser un símil del Big Bang y el misterio de los instantes previos: ¿cómo surgió la vida en nuestro planeta? ¿Qué ocurrió en los instantes previos de la “chispa”? Un equipo de químicos del University College de Londres ha demostrado cómo dos de los componentes fundamentales de la biología, el ARN (ácido ribonucleico) y los aminoácidos, pudieron unirse espontáneamente en el origen de la vida hace cuatro mil millones de años.

Los aminoácidos son los componentes básicos de las proteínas, los "caballos de batalla" de la vida, esenciales para casi todos los procesos vitales. Sin embargo, las proteínas no pueden replicarse ni producirse por sí solas; requieren instrucciones. Y estas llegan de la mano del ARN, un pariente químico cercano del ADN (ácido desoxirribonucleico).

En un nuevo estudio, publicado en Nature, el equipo liderado por Matthew Powner, vinculó químicamente los aminoácidos de la vida con el ARN en condiciones que podrían haber existido en la Tierra primitiva, un logro que ha eludido a los científicos desde principios de la década de 1970.

“La vida depende de la capacidad de sintetizar proteínas, que son las moléculas funcionales clave de la vida – señala Powner en un comunicado -. Comprender el origen de la síntesis de proteínas es fundamental para comprender el origen de la vida. Nuestro estudio supone un gran paso hacia este objetivo, ya que muestra cómo el ARN pudo haber llegado a controlar inicialmente la síntesis de proteínas”.

La vida actual utiliza una máquina molecular inmensamente compleja, el ribosoma, imprescindible para sintetizar proteínas. Esta máquina requiere instrucciones químicas escritas en ARN mensajero, que transporta la secuencia de un gen desde el ADN de una célula hasta el ribosoma. El ribosoma, como una cadena de montaje industrial, lee este ARN y une los aminoácidos, uno a uno, para crear una proteína.

“Hemos logrado la primera parte de ese complejo proceso, utilizando una química muy simple en agua a pH neutro para unir los aminoácidos al ARN – añade Powner-. La química es espontánea, selectiva y podría haber ocurrido en la Tierra primitiva”.

Los intentos previos de unir aminoácidos al ARN habían empleado moléculas altamente reactivas, pero estas se descompusieron en agua, provocando que los aminoácidos reaccionaran entre sí, en lugar de unirse al ARN.

Para el nuevo estudio, los investigadores se inspiraron en la biología, utilizando un método más sutil para convertir los aminoácidos de la vida en una forma reactiva. Esta activación implicó un tioéster, un compuesto químico de alta energía importante en muchos de los procesos bioquímicos de la vida y que ya se ha teorizado que desempeña un papel en el inicio de la vida*.

“Nuestro estudio – señala Powner - une dos teorías prominentes sobre el origen de la vida: el mundo del ARN, donde se propone que el ARN autorreplicante es fundamental, y el mundo de los tioésteres, en el que los tioésteres se consideran la fuente de energía de las primeras formas de vida, una idea propuesta por el Nobel Christian de Duve”.

Para formar estos tioésteres, los aminoácidos reaccionan con un compuesto azufrado llamado panteteína. El año pasado, el equipo de Powner publicó un estudio que demuestra que la panteteína puede sintetizarse en condiciones similares a las de la Tierra primitiva, lo que sugiere que probablemente desempeñó un papel en el origen de la vida.

El siguiente paso de los autores es establecer cómo las secuencias de ARN pueden unirse preferentemente a aminoácidos específicos, de modo que el ARN comience a codificar instrucciones para la síntesis de proteínas: el origen del código genético.

“Imaginen el día en que los químicos seamos capaces de tomar moléculas simples y pequeñas, compuestas por átomos de carbono, nitrógeno, hidrógeno, oxígeno y azufre, y a partir de estas piezas de LEGO formar moléculas capaces de autorreplicarse – explica Jyoti Singh, coautora del estudio -. Este sería un paso monumental hacia la solución de la cuestión del origen de la vida. Nuestro estudio nos acerca a ese objetivo al demostrar cómo dos piezas químicas primigenias “de LEGO” (aminoácidos activados y ARN) pudieron haber formado péptidos, las cadenas cortas de aminoácidos esenciales para la vida”.

Lo que resulta particularmente innovador es que el aminoácido activado utilizado en este estudio es un tioéster, un tipo de molécula derivada de la coenzima A, una sustancia química presente en todas las células vivas. Este descubrimiento podría vincular el metabolismo, el código genético y la formación de proteínas.