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Los experimentos demuestran que moléculas simples pueden combinarse químicamente más que biológicamente para formar los componentes básicos del ADN, el principal compuesto de todas las formas de vida.

Autor de la traducción: Manuel Hermán Capitán

Título original:¿Cómo surgieron los componentes químicos básicos para la vida en la Tierra primitiva?

Los experimentos demuestran que moléculas simples pueden combinarse químicamente más que biológicamente para formar los componentes básicos del ADN, el principal compuesto de todas las formas de vida. Estos procesos podrían haber tenido lugar en la Tierra primitiva, pero cómo ocurrieron es un misterio sin resolver.

Químicos de la Universidad de Georgia han propuesto el primer mecanismo detallado factible para explicar cómo la adenina, uno de los cuatro componentes del ADN, podría ser construido a partir de combinaciones de cinco moléculas de cianuro. La investigación está basada en extensivas computaciones químicas cuánticas a lo largo de varios años.



Químicos de la Universidad de Georgia han propuesto el primer mecanismo detallado factible para explicar cómo la adenina, uno de los cuatro componentes del ADN, podría ser construido a partir de combinaciones de cinco moléculas de cianuro. La investigación está basada en extensivas computaciones químicas cuánticas a lo largo de varios años.

“Dónde se originaron estas moléculas es algo que no se sabe”, dijo Paul von Ragué Schleyer, Profesor Graham Perdue de Química en la Universidad de Georgia. “Sólo se puede especular. Podrían haberse formado a partir de moléculas más pequeñas presentes en la Tierra primitiva, o muy lentamente a lo largo de millones de años, o rápidamente antes de que la Tierra se enfriase. Los asteroides podrían haberlas traído del espacio exterior, ¿pero cómo se formaron allí esas biomoléculas?”

El mecanismo propuesto recientemente para la formación de adenina da una clara descripción de cómo podría haberse generado uno de los ladrillos esenciales para la formación del ADN. La investigación fue publicada hoy en la versión impresa de Proceedings of the National Academies of Science. Los colaboradores de Schleyer fueron el doctorando Debjani Roy, el primer autor del artículo, y Katayoun Najafian, su antiguo estudiante de Irán.

El ADN es un ácido nucleico indispensable para la vida que ha pasado de generación en generación. Aislado por primera vez en 1869 a partir del pus de vendajes quirúrgicos desechados por Friedrich Miescher, un doctor suizo, la estructura en doble hélice del ADN fue resuelta por Watson y Crick en 1953. El ADN tiene una forma similar a una escala retorcida con los peldaños anclados por pares de sólo cuatro bases que encajan: adenina, guanina, citosina y timina.

Los químicos de la UGA se centraron en la adenina debido a que tiene una predominancia relativa en la Tierra y su formación a ciegas a partir de componentes simples. Junto con tros componentes fundamentales, la adenina ha sido detectado incluso fuera de la Tierra. Aún así, las vastas distancias que hay entre las moléculas más pequeñas requeridas para la formación de la adenina en el espacio exterior descarta su formación, a menos que estén presentes centros de generación, como motas de polvo interestelar.

“Numerosos experimentos han demostrado que los aminoácidos, nucleótidos, carbohidratos y otros compuestos esenciales se forman bajo las condiciones simuladas de la Tierra primitiva”, escriben los autores en su artículo.

Extraordinariamente, una solución altamente venenosa de cianuro en amoniaco, congelada en un refrigerador durante 25 años, produjo adenina, un componente necesario para la vida. Se formó una cantidad sustancial de adenina en un experimento a alta temperatura diseñado para simular los entornos cercanos a los volcanes. Pero la pregunta es cómo.

Los investigadores de Georgia llegaron a la respuesta resolviendo una serie de enigmas clave. Calcularon los procesos en los que cinco moléculas de cianuro podrían combinarse para formar adenina en condiciones terrestres. Sus predicciones están basadas en extensivos cálculos de secuencias de los pasos reactivos a lo largo de posibles rutas mecánicas.

“Encontrar un mecanismo paso a paso viable y termodinámicamente factible que pueda servir en la formación de adenina era algo más que un avance”, dijeron los autores. “Nuestro informe proporciona una comprensión más detallada de algunos de los procesos químicos involucrados en la evolución química, y una respuesta parcial a la cuestión fundamental de la biogénesis molecular. Nuestra investigación debería dar lugar a investigaciones similares sobre la formación abiótica de las restantes bases de ácidos nucleicos así como otras moléculas biológicamente relevantes”.


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Traducido y editado por el equipo de Astroseti.
Colaboradores:
- Manuel Hermán Capitán
- Vicente Díaz