?De d¨®nde recibi¨® la informaci¨®n gen¨¦tica el primer ser vivo de la Tierra?

Es importante empezar diciendo que lo que voy a responder es en parte especulaci¨®n porque, aunque hay muchas evidencias que indican que pudo ser as¨ª, no podemos tener una certeza total sobre c¨®mo fue el camino recorrido por la vida en ¨¦pocas tan remotas como hace 3.850 millones de a?os. Y lo que est¨¢ claro es que no podemos volver a ese momento para ver qu¨¦ sucedi¨® realmente.

A pesar de ello, entre los cient¨ªficos que se dedican a estudiar el origen de la vida hay un gran consenso sobre que el primer material gen¨¦tico no pudo ser el ADN (¨¢cido desoxirribonucleico), sino que probablemente fue el ARN (¨¢cido ribonucleico). Para entender por qu¨¦ se ha llegado a esa conclusi¨®n debes conocer la forma en que funciona la vida actual. El ADN guarda la informaci¨®n hereditaria, es decir, las instrucciones sobre c¨®mo es cada ser vivo, cu¨¢les son sus capacidades y qu¨¦ es lo que le distingue del resto. Con esta informaci¨®n la c¨¦lula va a dirigir la formaci¨®n de otras mol¨¦culas, las prote¨ªnas, que har¨¢n funcionar el organismo gracias a su capacidad para formar estructuras y facilitar las reacciones propias de la vida. Esto, que dicho as¨ª parece muy simple, requiere, sin embargo, mecanismos muy sofisticados para pasar de la mol¨¦cula que almacena la informaci¨®n, el ADN, a las mol¨¦culas que la ejecutan, las prote¨ªnas. Y estos mecanismos no pudieron aparecer de repente, sino que son propios de un estado en el que la vida tendr¨ªa que haber llegado ya a un alto nivel de complejidad.

El problema alcanza grado de paradoja cuando vemos que los procesos que tienen lugar para pasar desde el ADN a las prote¨ªnas necesitan la intervenci¨®n de otras prote¨ªnas, las cuales para ser sintetizadas requieren tambi¨¦n informaci¨®n contenida en el ADN. Se plantea algo similar a la adivinanza que nos contaban de ni?os: ?Qu¨¦ fue antes, el huevo o la gallina? En este caso, ?qu¨¦ fue antes el ADN o las prote¨ªnas? La soluci¨®n parece estar en otra mol¨¦cula, el ARN, que tiene las dos capacidades: almacenar informaci¨®n basada en el orden en que se disponen los nucle¨®tidos que lo componen (como hace el ADN) y capacidad catal¨ªtica, similar a la de las prote¨ªnas. Ya el solo hecho de que el ADN est¨¦ en el n¨²cleo y el ARN sea la mol¨¦cula que va al ribosoma, la estructura donde va a ser ¡°le¨ªdo¡± para dirigir la s¨ªntesis de prote¨ªnas, nos dice mucho.

Respecto a la capacidad del ARN para almacenar informaci¨®n tenemos dos ejemplos actuales en los que esto sucede as¨ª. Son los viroides y los virus de ARN. Los viroides son agentes infecciosos de plantas que est¨¢n compuestos solo por ARN que, sorprendentemente, no codifica para prote¨ªnas. Es decir, es la propia mol¨¦cula de ARN la que es capaz de llevar a cabo todo el proceso infeccioso en la planta. En los virus de ARN, como su propio nombre indica, la mol¨¦cula que almacena la informaci¨®n gen¨¦tica es precisamente el ARN, aunque en este caso s¨ª contiene informaci¨®n para dar lugar a la s¨ªntesis de las prote¨ªnas virales.

Se plantea algo similar a la adivinanza que nos contaban de ni?os: ?Qu¨¦ fue antes, el huevo o la gallina? En este caso, ?qu¨¦ fue antes el ADN o las prote¨ªnas?

La otra capacidad del ARN, la de catalizar reacciones, es posible gracias a que el ARN no forma cadenas dobles en forma de doble h¨¦lice como sucede en el ADN, sino que permanece como cadena sencilla que se pliega espacialmente en forma de estructuras tridimensionales que maximizan su estabilidad. Bien, pues en estas estructuras tridimensionales pueden generarse centros espec¨ªficos donde se aproximen mol¨¦culas de sustrato y reaccionen entre ellas. As¨ª, de un modo similar a como lo hacen las prote¨ªnas, las mol¨¦culas de ARN pueden catalizar reacciones. Todo esto nos hace pensar que la primera informaci¨®n gen¨¦tica, o lo que es lo mismo, las primeras mol¨¦culas capaces de iniciar un proceso de evoluci¨®n darwiniana para dar lugar a la vida actual estaban formadas por ARN.

En cualquier caso yo no creo que en esa Tierra primitiva hubiera solo mol¨¦culas de ARN. Seguramente hab¨ªa una mezcla muy compleja de mol¨¦culas de ARN que estaban llevando a cabo estos procesos catal¨ªticos y este almacenamiento de informaci¨®n, pero por otro lado tambi¨¦n habr¨ªa peque?os p¨¦ptidos que podr¨ªan ayudar en la copia de ese ARN. Porque uno de los problemas no resueltos es c¨®mo era la copia de esas mol¨¦culas informativas, ya que de momento no se ha conseguido aislar ninguna ribozima capaz de catalizar su propia replicaci¨®n. Si pensamos en el origen de la vida, la imagen que puede venirnos a la cabeza es la de un charco de agua sucia conteniendo mol¨¦culas de l¨ªpidos que comenzar¨ªan a formar las membranas primitivas, superficies del tipo de las arcillas que ayudar¨ªan al ensamblaje de mol¨¦culas complejas y, como hemos dicho, una mezcla de mol¨¦culas que de forma conjunta favorecieran la emergencia de sistemas capaces de almacenar informaci¨®n y realizar un metabolismo primitivo.

Ester L¨¢zaro es investigadora cient¨ªfica. Experta en Evoluci¨®n. Centro de Astrobiolog¨ªa (INTA-CSIC)

Pregunta realizara por email por Roberto Carlos G¨®mez S¨¢nchez

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