Hallan las proteínas que pudieron originar la vida en la Tierra
Científicos liderados por la Universidad de Rutgers han hallado las estructuras de las proteínas que pueden ser responsables del origen de la vida en la sopa primordial de la Tierra antigua.
Los
investigadores, que publican resultados en Science Advances, exploraron cómo la
vida primitiva pudo haberse originado en nuestro planeta a partir de materiales
simples no vivos. Se preguntaron qué propiedades definen la vida tal como la
conocemos y concluyeron que cualquier cosa viva habría necesitado recolectar y
usar energía, de fuentes como el Sol o fuentes hidrotermales.
En términos
moleculares, esto significaría que la capacidad de manejar electrones era
fundamental para la vida. Dado que los mejores elementos para la transferencia
de electrones son los metales y la mayoría de las actividades biológicas las
llevan a cabo las proteínas, los investigadores decidieron explorar la combinación
de los dos, es decir, las proteínas que se unen a los metales.
Compararon
todas las estructuras de proteínas existentes que se unen a los metales para
establecer cualquier característica común, basándose en la premisa de que estas
características compartidas estaban presentes en las proteínas ancestrales y se
diversificaron y transmitieron para crear la gama de proteínas que vemos hoy.
La
evolución de las estructuras de las proteínas implica comprender cómo surgieron
nuevos pliegues a partir de los existentes anteriormente, por lo que los
investigadores diseñaron un método computacional que encontró que la gran
mayoría de las proteínas de unión a metales existentes actualmente son algo
similares independientemente del tipo de metal al que se unen, el organismo del
que proceden o la funcionalidad asignada a la proteína en su conjunto.
"Vimos
que los núcleos de unión a metales de las proteínas existentes son de hecho
similares, aunque las proteínas en sí no lo sean", dijo en un comunicado
la autora principal del estudio, Yana Bromberg, profesora del Departamento de
Bioquímica y Microbiología de la Universidad de Rutgers-New Brunswick.
"También vimos que estos núcleos de unión a
metales a menudo se componen de subestructuras repetidas, como bloques de LEGO.
Curiosamente, estos bloques también se encontraron en otras regiones de las
proteínas, no solo en los núcleos de unión a metales, y en muchas otras
proteínas que no fueron considerados en nuestro estudio.
Nuestra observación sugiere que los reordenamientos
de estos pequeños bloques de construcción pueden haber tenido un solo ancestro
común o un pequeño número de ancestros y dado lugar a toda la gama de proteínas
y sus funciones que están actualmente disponibles, es decir, a la vida como la
conocemos".
"Tenemos muy poca información sobre cómo surgió la vida en este
planeta, y nuestro trabajo aporta una explicación que antes no estaba
disponible", dijo Bromberg, cuya investigación se centra en descifrar los
planos de ADN de la maquinaria molecular de la vida.
"Esta
explicación también podría contribuir potencialmente a nuestra búsqueda de vida
en otros planetas y cuerpos planetarios. Nuestro hallazgo de los bloques de
construcción estructurales específicos también es posiblemente relevante para
los esfuerzos de biología sintética, donde los científicos pretenden construir
proteínas específicamente activas de nuevo", concluyó.
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