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EL ORIGEN QUÍMICO DE LA VIDA

Hace alrededor de 4 600 millones de años se formó nuestro sistema solar a partir de una enorme nube rotatoria de gas y polvo. Durante sus primeros 1 000 millones de años, la tierra fue un lugar borrascoso, con violentas erupciones volcánicas y colisiones casi constantes con asteroides. Los científicos creen que durante este periodo apareció la vida en el planeta, en la forma de células primitivas. Los microbios antiguos parecen haberse formado de formaciones rocosas estratificadas, denominadas estromatolitos, lo que sugiere que la vida puede haber proliferado desde hace 3 500 millones de años.

Los investigadores han emitido la hipótesis de que las primeras células (denominadas protocélulas) eran muy simples, constituidas sólo de ácidos nucleicos (como DNA o RNA) rodeada por una membrana y que dichas células pueden haberse formado en los polos fríos del agua o en el océano cerca de respiraderos en aguas profundas. Sin embargo, un dilema central ha sido comprender cómo los ácidos nucleicos y las membranas moleculares se formaron espontáneamente en un planeta tan joven; en esencia, la biología se originó de la química.

En 1952, Harold Urey y su estudiante graduado, Stanley Miller, diseñaron un experimento para analizar si las condiciones en la tierra en etapas iniciales favorecían la síntesis espontánea de moléculas biológicas. Simularon la atmósfera inicial de la tierra al hacer circular agua, metano, amoníaco e hidrógeno en un aparato de cristal sellado e introdujeron energía en la forma de calor y electricidad (lo que simulaba el efecto de los rayos). A lo largo de dos semanas, el cristal se cubrió con compuestos orgánicos que incluyeron diversos aminoácidos y azúcares, lo que sustenta la idea de que las condiciones iniciales del planeta podrían haber sido ideales para la creación de compuestos orgánicos que finalmente se incorporaron en las primeras células.

Construyendo la vida desde cero: reconstrucción gráfica de una protocélula, una vesícula de lípido artificial que contiene ácidos nucleicos que se autorreplican. Tales protocélulas tienen la capacidad de autoensamblarse y replicarse cuando se le suministra una mezcla apropiada de material químico de construcción, lo que resalta la función crítica de la química en el origen de la vida.

FUENTE: Imagen creada por Janet Iwasa. Reproducida con autorización.

En años recientes, los investigadores encontraron vías prebióticas factibles para crear varias moléculas adicionales, lo que incluye ribonucleótidos y ácidos grasos, los bloques de construcción del RNA y las membranas. Algunos laboratorios han intentado encontrar las condiciones que podrían permitir la formación de protocélulas.

Aún persisten varios misterios. Las moléculas creadas por los experimentos de Miller-Urey tienden a ser incluso una mezcla de isómeros dextrógiros y levógiros (imágenes en espejo una de la otra), pero toda la vida en la tierra utilizó sólo los aminoácidos levógiros y los azúcares dextrógiros. ¿Cómo ...

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