Origen de la vida: investigadores descubren una química olvidada
El origen de la vida en la Tierra sigue siendo un enigma científico. Una pregunta clave es saber cuánta historia de la vida se ha perdido con el tiempo. Una especie puede dejar de usar una reacción bioquímica, y si esto ocurre en varias especies, esas reacciones pueden ser "olvidadas".
Investigadores del Earth-Life Science Institute (ELSI) del Instituto de Tecnología de Tokio y del California Institute of Technology (CalTech) han explorado esta cuestión. Supusieron que la química olvidada aparecería como discontinuidades en el camino de las moléculas geoquímicas simples a las moléculas biológicas complejas.
La Tierra primitiva contenía compuestos simples como sulfuro de hidrógeno, amoníaco y dióxido de carbono. Hace varios millones de años, la vida primitiva utilizaba estas moléculas como materias primas. Con el tiempo, los procesos bioquímicos transformaron estos precursores en compuestos que aún existen hoy en día, representando las primeras vías metabólicas.
Para modelar la historia de la bioquímica, los investigadores de ELSI y CalTech utilizaron la base de datos Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, que cataloga más de 12,000 reacciones bioquímicas. Comenzaron a modelar el desarrollo progresivo del metabolismo.
Intentos anteriores de modelar la evolución del metabolismo no habían logrado producir las moléculas complejas más comunes de la vida actual. Los investigadores descubrieron que solo unas pocas moléculas podían ser producidas. Para eludir este problema, determinaron el número de reacciones faltantes. Su investigación los llevó a la adenosina trifosfato (ATP), una molécula crucial en bioquímica.
El ATP es la moneda energética de las células. Sin embargo, las reacciones que forman el ATP requieren ATP, creando una dependencia cíclica. Para resolver este problema, permitieron que las reacciones generadoras de ATP utilizaran polifosfato en lugar de ATP, modificando solo ocho reacciones en total. Esto permitió realizar casi todo el metabolismo central contemporáneo.
Los investigadores pudieron así estimar la edad relativa de los metabolitos comunes y plantear preguntas precisas sobre la historia de las vías metabólicas. Descubrieron que las vías biológicas pueden formarse de manera lineal o en mosaico.
Esta investigación muestra que incluso las reacciones bioquímicas desaparecidas pueden ser redescubiertas a partir de las pistas dejadas por la bioquímica moderna.