El origen de la vida en la Tierra es una de las cuestiones que más cautiva a los científicos. La hipótesis más aceptada nos habla de que una serie de componentes inorgánicos dieron lugar una increíble diversidad biológica; y una reciente investigación le aporta más sustento.
El trabajo publicado en Nature Chemistry ha dado con un conjunto de reacciones químicas que podrían explicar mejor la producción de los componentes biológicos en nuestro planeta hace tantos eones.
Para desarrollar este tipo de hipótesis, los científicos se basan usualmente en experimentos: toman lo que se sabe de los procesos biológicos actuales y tratan de recrearlos en entornos de laboratorio utilizando la química de la Tierra primitiva, antes de hace 3.700 millones de años.
Los ladrillos de la vida
Es muy curioso que una molécula que en cualquier circunstancia nos quitaría la vida, en la Tierra primigenia sea la que haya propiciado el origen biológico.
Se trata del cianuro, y está bajo el lente de los científicos desde hace años. A inicios del 2022, investigadores demostraron cómo el cianuro puede producir moléculas orgánicas básicas a temperatura ambiente y en una amplia gama de condiciones de pH. Si se agrega dióxido de carbono, abundante en la Tierra primigenia, la reacción se acelera.
Con esos avances, el equipo dirigido por Ramanarayanan Krishnamurthy quiso replicar el proceso y tratar de formar moléculas orgánicas más complejas, como aminoácidos, ¡y han tenido éxito!
«Hemos ideado un nuevo paradigma para explicar este cambio de la química prebiótica a la biótica», señala Krishnamurthy del Instituto de Investigación Scripps. «Creemos que los tipos de reacciones son los que habrían ocurrido en la Tierra primitiva«.
En cada célula viva se forman cadenas de aminoácidos para dar lugar a las proteínas. Los precursores de los aminoácidos son moléculas llamadas α-cetoácidos, que reaccionan con el nitrógeno y enzimas para producirlos. Probablemente los α-cetoácidos existieron al inicio de la Tierra, pero las enzimas no. Por ese motivo, muchos científicos consideran que los aminoácidos se formaron a partir de precursores llamados aldehídos.
La receta de la vida
No obstante, si los aldehídos le dejaron la posta a los α-cetoácidos, ¿cómo ocurrió esa transición? Krishnamurthy y sus colegas pensaron que habría una vía por la cual los α-cetoácidos pueden formar aminoácidos sin enzimas, así que decidieron mezclar α-cetoácidos con cianuro.
A la mezcla le agregaron amoníaco, y luego de varios ensayos encontraron el componente final de la receta: dióxido de carbono. Combinado con otros, el dióxido de carbono fue un ingrediente vital para el surgimiento de la vida en la Tierra.
El equipo también descubrió que un subproducto de sus reacciones es una molécula similar a un compuesto producido en las células vivas llamado orotato. Este es uno de los componentes básicos de los ácidos nucleicos, incluidos el ADN y el ARN.
Los autores consideran que su hallazgo negaría la necesidad de explicar por qué las células cambiaron de aldehídos a α-cetoácidos. Este representaría un escenario más probable para la aparición de moléculas prebióticas que la hipótesis del aldehído.