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| Una representación de la Tierra durante el período Arcaico Temprano, alrededor de 3,5ba. |
Un equipo dirigido por la Universidad de Rutgers ha descubierto las estructuras de las proteínas que podrían ser responsables de los orígenes de la vida en la sopa primordial de la antigua Tierra.
El estudio aparece en la revista Science Advances.
Los investigadores estudiaron cómo pudo originarse la vida primitiva en nuestro planeta a partir de materiales simples y no vivos. Se preguntaron qué propiedades definen la vida tal y como la conocemos y llegaron a la conclusión de que cualquier cosa viva habría necesitado recoger y utilizar energía, de fuentes como el Sol o los respiraderos hidrotermales.
En términos moleculares, esto significaría que la capacidad de barajar electrones era primordial para la vida. Dado que los mejores elementos para la transferencia de electrones son los metales (piense en los cables eléctricos estándar) y que la mayoría de las actividades biológicas son llevadas a cabo por proteínas, los investigadores decidieron explorar la combinación de ambos, es decir, las proteínas que se unen a los metales.
Compararon todas las estructuras proteicas existentes que se unen a los metales para establecer cualquier característica común, partiendo de 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 en día.
La evolución de las estructuras proteicas implica comprender cómo surgieron nuevos pliegues a partir de otros ya existentes, por lo que los investigadores diseñaron un método computacional que descubrió que la gran mayoría de las proteínas de unión a metales existentes en la actualidad son algo similares, independientemente del tipo de metal al que se unen, del organismo del que proceden o de la funcionalidad asignada a la proteína en su conjunto.
"Vimos que los núcleos de unión a metales de las proteínas existentes son realmente similares aunque las proteínas en sí mismas no lo sean", dijo la autora principal del estudio, Yana Bromberg, profesora del Departamento de Bioquímica y Microbiología de la Universidad Rutgers-New Brunswick.
"También vimos que estos núcleos de unión de metales suelen estar formados por subestructuras repetidas, algo así 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 se tuvieron en cuenta en nuestro estudio. Nuestra observación sugiere que los reordenamientos de estos pequeños bloques de construcción pueden haber tenido un único o un pequeño número de ancestros comunes y haber dado lugar a toda la gama de proteínas y sus funciones que existen actualmente, es decir, a la vida tal y como la conocemos."
"Tenemos muy poca información sobre cómo surgió la vida en este planeta, y nuestro trabajo aporta una explicación hasta ahora inexistente", dijo Bromberg, cuya investigación se centra en descifrar los planos de ADN de la maquinaria molecular de la vida.
"Esta explicación también podría contribuir a la búsqueda de vida en otros planetas y cuerpos planetarios. Nuestro hallazgo de los bloques estructurales específicos también es posiblemente relevante para los esfuerzos de la biología sintética, donde los científicos pretenden construir de nuevo proteínas específicamente activas."
Fuentes, créditos y referencias:
Yana Bromberg, Quantifying structural relationships of metal-binding sites suggests origins of biological electron transfer, Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abj3984. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj3984