Los biólogos alemanes han demostrado experimentalmente que las moléculas de ARN de transporte pueden haber sido un elemento importante en la evolución de las formas de vida tempranas. Bajo ciertas condiciones, son capaces de ensamblarse en unidades funcionales que reproducen información genética de manera exponencial.
La transmisión de información genética se realiza de manera secuencial: primero del ADN al ARN (este proceso se llama transcripción) y luego se realiza la síntesis de proteínas (traducción) en la matriz de ARN. En una operación conocida como replicación, las proteínas duplican la información genética codificada en las moléculas de ADN y almacenada en el núcleo de la célula, la distribuyen por igual entre las dos células hijas durante la división y el proceso se repite.
La paradoja del dogma central de la biología molecular es que ya en la primera etapa, los compuestos complejos de proteínas – enzimas actúan como catalizadores de la transcripción: en un área determinada, la doble hélice del ADN se desenrolla bajo la acción de las enzimas, y una de las cadenas se convierte en una matriz para construir la llamada matriz o ARN de información (ARNm), que luego participa en la traducción.
Es decir, y a nivel molecular, surge la eterna pregunta sobre el origen de la vida, lo que fue primario, el huevo o la gallina: las proteínas son necesarias para transmitir información genética, pero su síntesis depende de la transcripción.
Los biólogos de la Universidad Ludwig y Maximilian de Munich han demostrado experimentalmente por primera vez que pequeños cambios en las moléculas de ARN de transporte (ARNt) les permiten autoensamblarse en una unidad funcional que puede reproducir información.
Por lo tanto, según los científicos, el ARN de transporte, que actúa como intermediario entre el ARNm y las proteínas, podría haber sido un elemento clave en la evolución de las formas de vida tempranas: las moléculas de ARNt podrían interactuar de manera Autónoma para formar una especie de módulo de replicación capaz de replicar exponencialmente la información.
"Nuestra investigación sobre las formas tempranas de replicación molecular y nuestro descubrimiento de la conexión entre la replicación y la traducción nos acerca a la reconstrucción del origen de la vida", dijo Dieter Brown, uno de los autores del estudio, en un comunicado de Prensa.
Para que un sistema de este tipo funcione, se necesita un entorno de no equilibrio para iniciar los procesos físicos y químicos apropiados, según los científicos. Por lo tanto, todos sus experimentos involucraron una secuencia repetitiva de fluctuaciones de temperatura.
Cada experimento comenzó con una plantilla, una estructura de información que consta de dos tipos de secuencias de nucleótidos centrales. Los investigadores demostraron que bajo condiciones que cambian periódicamente, la estructura binaria de plantilla puede copiarse repetidamente. Tal mecanismo de replicación podría haber tenido lugar en un microsistema hidrotermal en la Tierra primitiva.
En particular, según los autores, un entorno favorable para tales ciclos de reacción podría haberse formado en rocas porosas en el fondo marino, donde las fluctuaciones naturales de temperatura están asociadas con las corrientes de convección.