La hipótesis del 'mundo ARN' es, hoy día, la más aceptada sobre el origen de la vida. Según ella, antes de que existiera la vida tal como la conocemos, debieron formarse moléculas similares al ARN que poseen las células y que asumieron la función del ADN y proteínas, posibilitando la evolución desde el mundo inorgánico a la vida.

Un estudio dirigido por el profesor del departamento de Biología de Sistemas de la UAH, César Menor Salván, en colaboración con el Georgia Institute of Technology, va un paso más allá. El trabajo, que se acaba de publicar como VIP (very important paper) y ha sido portada de la revista Chemistry European Journal, propone que los procesos que pudieron originar los componentes del ARN conducen, al mismo tiempo, a la formación de compuestos esenciales para el origen del metabolismo. En concreto, los científicos han observado que el origen de unos componentes básicos del ARN y el ADN, los nucleótidos de purinas, podría estar ligado con el origen de la familia de compuestos de la que forman parte la vitamina B9, pigmentos naturales y factores clave en la fijación de CO2 y nitrógeno por bacterias.

El metabolismo celular requiere de la asistencia de compuestos llamados cofactores (muchos de ellos relacionados con las vitaminas) sin los cuales la vida no sería posible. Una parte importante de estos cofactores están formados por nucleótidos, que son también componentes del ARN, por lo que los científicos pensaban que el origen del ARN debía estar ligado al origen del metabolismo también a través de los cofactores. Este trabajo extiende y refuerza esta idea, proponiendo que no sólo los cofactores formados por nucleótidos, sino también los cofactores formados por pterinas, como el ácido fólico o vitamina B9, pudieron tener un origen ligado al ARN.

¿Cómo eran las condiciones en la Tierra primitiva para que se formaran estos compuestos?

Según los científicos, regiones en las que los volcanes daban lugar a la formación de lagos cálidos, ricos en minerales y donde se concentraban compuestos orgánicos gracias a procesos de evaporación e inundación, pudieron ser ideales.

En la formación de los derivados de pterinas y nucleótidos de purinas, además, pudieron ser claves los meteoritos de hierro metálico, que eran abundantes en la Tierra Primitiva debido a que no se oxidaban al no haber aún apenas oxígeno atmosférico, y que pudieron promover la formación de los precursores esenciales.

El estudio es parte de una colaboración con el NSF-NASA Center for Chemical Evolution (CCE) en Atlanta (EE. UU.), de cuyo equipo científico forma parte el profesor César Menor. La investigación que realiza el equipo en la UAH y en el Georgia Institute of Technology (sede del CCE) se encuadra en el programa de Astrobiología de la NASA.

Bibliografía:

Menor-Salván, B. T. Burcar, M. Bouza, D. M. Fialho, F. M. Fernández, N. V. Hud, Chem. Eur. J.2022, e202200714. https://doi.org/10.1002/chem.202200714

Cover profile: C. Menor-Salván, B. T. Burcar, M. Bouza, D. M. Fialho, F. M. Fernández, N. V. Hud, Chem. Eur. J.2022, e202201680. https://doi.org/10.1002/chem.202201680