Vida en la Tierra Es posible que se haya originado con su primo el ARN, pero aún se desconoce en su mayoría cómo evolucionó el mundo moderno a partir del mundo del ARN. en este momento nuevo estudio Fue publicado la semana pasada en la revista templar la naturalezaSin embargo, lo que los investigadores creen que son reliquias antiguas de sedimentos primitivos que aún acechan en la biología moderna pueden ser los eslabones perdidos que conectan la vida moderna con el mundo del ARN.
aquí está el fondo En la actualidad, los componentes básicos de la vida son el ADN, que puede almacenar datos genéticos, y las proteínas, que incluyen enzimas que catalizan reacciones biológicas vitales. Sin embargo, el ADN requiere proteínas para formarse, y las proteínas necesitan ADN para crearlo, lo que plantea la pregunta de las gallinas y los huevos sobre cómo se pueden formar las proteínas y el ADN uno sin el otro.
Para ayudar a resolver este misterio, los científicos han sugerido que la vida puede haber dependido principalmente del ARN. Los compuestos conocidos como bases nitrogenadas (adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G)) se agrupan para formar ADN. En el ARN, se usa uracilo (U) en lugar de timina.
El ARN puede almacenar datos genéticos como el ADN, actuar como enzimas como las proteínas y ayudar a producir tanto el ADN como las proteínas. Los investigadores especularon que el ADN y las proteínas luego reemplazaron este reino del ARN porque son más eficientes en su trabajo.
Sin embargo, las moléculas de ARN continúan desempeñando un papel vital en la biología. Por ejemplo, el ARN mensajero ayuda a transmitir datos genéticos desde el ADN dentro del núcleo celular al resto de la célula. Los ARN transportan aminoácidos, los componentes básicos de las proteínas, a fábricas dentro de la célula conocidas como ribosomas. El ARN ribosómico ayuda a los ribosomas a sintetizar proteínas basándose en la información del ARN mensajero.
Pero no se comprende completamente cómo la química de la vida trascendió el reino del ARN. Hoy en día, aunque el ARN en los ribosomas ayuda en la síntesis de proteínas, coopera con proteínas complejas para hacerlo. No estaba claro cómo el mundo del ARN comenzó a sintetizar proteínas antes de que existieran proteínas complejas para ayudar a producir proteínas.
¿Qué hicieron los científicos? En el nuevo estudio, los investigadores examinaron moléculas distintas de las moléculas A, U, C y G utilizadas en el ARN. esto es lo que se llamaBases de ARN no convencionales«Encuentra su uso en el transportador de ARN y el ribosoma.
En el ARN, las bases se combinan con moléculas de azúcar para formar compuestos conocidos como nucleósidos. Los nucleósidos se pueden combinar con sustancias químicas cargadas de fósforo para producir moléculas conocidas como nucleótidos. El ARN está formado por cadenas de nucleótidos.
Thomas Karel, autor principal del estudio, bioquímico de la Universidad Ludwig Maximilian de Munich, dice: inverso. También le da al ARN la estabilidad que necesita para funcionar”.
Además, los nucleósidos de ARN no canónicos ayudan a aumentar la precisión del sistema utilizado para decodificar la información genética. «Sin estos nucleótidos que decodifican la información genética, todo el proceso es muy propenso a errores», señala Carrell.
Los nucleósidos no canónicos pueden tener aminoácidos unidos a ellos. Carrell y sus colegas concluyen que tales compuestos pueden haber proporcionado una forma para que las moléculas de ARN antiguas ayudaran a sintetizar proteínas. Hicieron cadenas de ARN que contenían nucleósidos no caracterizados para ver qué reacciones químicas podrían tener lugar.
que encontraron Los científicos han descubierto que las hebras de ARN que contienen nucleósidos no caracterizados pueden dar lugar a quimeras de ARN complejas y cadenas de aminoácidos conocidas como péptidos. En la biología moderna, las proteínas consisten en péptidos largos.
“Para mí, el descubrimiento más sorprendente fue ver con qué facilidad los aminoácidos se unen al ARN”, dice Carrell. «Los péptidos se pueden cultivar en el ARN mágicamente sin mucha ayuda del exterior».
Los investigadores sugieren que el mundo del ARN consta no solo de cuatro nucleósidos canónicos, sino también de una gran cantidad de otros nucleósidos. Estos nucleósidos no canónicos ayudaron a que el mundo del ARN se convirtiera en el mundo de los péptidos de ARN, un mundo con moléculas más largas y complejas, lo que dio lugar al reino de las proteínas ADN-ARN. En última instancia, los nucleósidos canónicos evolucionaron para ayudar a codificar datos, mientras que otros nucleósidos no canónicos ayudaron a proporcionar estructura y estabilidad.
«Una crítica potencial podría ser que este tipo de acoplamiento de ARN-péptido que estamos proponiendo ya no existe en la naturaleza hoy en día», dice Carrell. Sin embargo, los científicos creen que «el hecho de que los nucleósidos que contienen aminoácidos todavía estén presentes en el ARN de transferencia es evidencia suficiente de que tales estructuras pueden existir».
¿Que sigue? En el futuro, los científicos quieren encontrar péptidos que crezcan en el ARN que puedan servir como el tipo de enzima que la vida necesita para funcionar correctamente. «Es particularmente importante descubrir péptidos que puedan ayudar al ARN a replicarse o que proporcionen más estabilidad a la molécula de ARN», dice Carrell.
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