¿Puede la vida evolucionar a partir de un código químico diferente?

Artículo publicado por Clara Moskowitz el 18 de agosto de 2011 en SPACE.com

Toda la vida de la Tierra se basa en un conjunto estándar de 20 moléculas, llamadas aminoácidos, para construir las proteínas que llevan a cabo las acciones esenciales de la vida. Pero, ¿tiene que ser así?

Todas las criaturas vivas de este planeta usan los mismos 20 aminoácidos, a pesar de que hay cientos disponibles en la naturaleza. Por tanto, los científicos se han preguntado si la vida podría haber surgido sobre la base de un conjunto diferente de aminoácidos.

Molécula de ADN, Universidad de Oxford © Crédito net_efekt


Y es más, ¿podría existir la vida en otros lugares, utilizando un conjunto alternativo de bloques básicos?

“La vida ha estado utilizando un conjunto estándar de 20 aminoácidos para construir proteínas desde hace más de 3 mil millones de años”, dijo Stephen J. Freeland del Instituto de Astrobiología de la NASA en la Universidad de Hawái. “Cada vez está más claro que muchos otros aminoácidos fueron posibles candidatos, y aunque ha habido especulaciones, e incluso suposiciones, sobre qué creaba la vida, se ha avanzado muy poco en el camino de las hipótesis comprobables”.

Así Freeland y su colega de la Universidad de Hawái Gayle Philip K. idearon una prueba para tratar de saber si los 20 aminoácidos de la vida en la Tierra fueron escogidos al azar, o si eran los únicos posibles que podrían haber hecho el trabajo.

Los aminoácidos son moléculas formadas principalmente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Se unen en formas y patrones concretos para formar moléculas más grandes denominadas proteínas que realizan funciones biológicas.

“Técnicamente hay una infinita variedad de aminoácidos”, dijo Freeland a Astrobiology Magazine. “Dentro de ese infinito que hay muchos más de los 20 que estaban disponibles [cuando se originó la vida en la Tierra] en la medida de lo que podemos decir”.

Poniendo a prueba las posibilidades

Los investigadores definieron un conjunto probable de aminoácidos candidatos del que la vida tomó 20. Comenzaron con los aminoácidos que se han descubierto en el meteorito Murchison, una roca espacial que cayó en Murchison, Victoria, en Australia en septiembre de 1969.

La roca se cree que data de los inicios del Sistema Solar, y que representa una muestra de los compuestos existentes en el Sistema Solar y en la Tierra antes de que comenzara la vida.

Entonces, los científicos utilizaron computadoras para calcular las propiedades fundamentales de los 20 aminoácidos usados por la vida, tales como el tamaño, la carga y la hidrofilia, o el grado en que las moléculas se ven atraídas por el agua.

“Sabemos que éstas tres son importantes para la forma en que se construyen las proteínas”, dijo Freeland.

Freeland y Philip analizaron si estas propiedades se podrían haber logrado con la misma cobertura y eficiencia con otras combinaciones de 20 aminoácidos. Los investigadores descubrieron que la vida, aparentemente, no eligió sus 20 bloques al azar.

“Hallamos que sería muy poco probable que sólo el azar escogiera un conjunto de aminoácidos que superase a la elección de la vida”, dijo Freeland.

Selección natural

De hecho, los investigadores piensan que la vida primitiva en la Tierra probablemente usó una versión de la selección natural para elegir estos aminoácidos. Probablemente se intentaron algunas combinaciones de otros aminoácidos, pero ninguna demostró encajar tan bien, por lo que ninguna otra combinación terminó produciendo una progenie tan exitosa como la lograda por el conjunto existente.

“Aquí nos encontramos con una prueba muy sencilla que empieza a mostrarnos que la vida sabía exactamente lo que estaba haciendo”, dijo Freeland. “Esto es consistente con la idea de que la selección natural estaba en marcha”.

Abordar la pregunta de por qué la naturaleza escogió los 20 aminoácidos es experimentalmente difícil, dijo Aaron Burton, Miembro del Programa Posdoctoral de NASA que trabaja como astroquímico en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

“A pesar de que una serie de experimentos han demostrado que los aminoácidos no naturales pueden incorporarse al alfabeto genético de los organismos, puede que nunca sea posible simular experimentalmente suficientes periodos de tiempo evolutivo para comparar realmente alfabetos de aminoácidos alternativos”, dijo Burton, quien no participó en el nuevo estudio. “Como resultado, estudios como los presentados por Philip y Freeland ofrecen perspectivas interesantes y proporcionan un marco de trabajo para la formulación de hipótesis que pueden ponerse a prueba realmente en el laboratorio”.

Aminoácidos en meteoritos

En este momento la carrera se centra en encontrar directamente aminoácidos en el resto del sistema solar. Algunas pistas de su abundancia se han encontrado en los meteoritos que han caído en la Tierra desde el espacio exterior, así como en misiones, tales como la sonda Stardust de la NASA, que tomó muestras de la coma del cometa Wild 2 en 2004.

“Todo parece indicar que se van a encontrar aminoácidos en toda la galaxia”, dijo Freeland. “Aparentemente, son los bloques de construcción obvios con los que crear la vida. Lo que hemos encontrado apunta a un cierto nivel de previsibilidad sobre cómo sucedieron las cosas”.

La cuestión de la caja de herramientas de aminoácidos de la vida es interesante no sólo para tratar de rastrear el origen de la vida en la Tierra, sino en preguntarse si existe vida en otros planetas, y si es así, la forma que adopte. Los científicos sienten una especial curiosidad sobre cómo un distinto conjunto de bloques básicos de aminoácidos daría lugar a diferentes características de la vida que crea.

“Ésta es la pregunta más importante de todas”, dijo Freeland. “Estamos tratando de encontrar una manera de preguntar, si se cambia el conjunto de los aminoácidos con los que estamos construyendo, ¿qué efecto tiene en las proteínas que se pueden crear? Lo más interesante, es que nadie lo sabe”.

Philip y Freeland informaron de sus hallazgos en un artículo publicado el 19 de abril número de la revista Astrobiology.


Autor: Clara Moskowitz
Fecha Original: 18 de agosto de 2011
Enlace Original

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Comments (29)

  1. Información Bitacoras.com…

    Valora en Bitacoras.com: Artículo publicado por Clara Moskowitz el 18 de agosto de 2011 en SPACE.com Toda la vida de la Tierra se basa en un conjunto estándar de 20 moléculas, llamadas aminoácidos, para construir las proteínas que llevan a cabo las a…..

  2. [...] ¿Puede la vida evolucionar a partir de un código químico diferente?, ¿Puede la vida usar un conjunto de aminoácidos diferentes a los que usa la vida en la Tierra? Los aminoácidos se han encontrado fuera de nuestro planeta, y algunos no forman parte de los que eligió la vida en la Tierra. [...]

  3. Apodemus

    ¿Por qué no intentamos sintetizar proteínas utilizando aminoácidos distintos de los 20 aa proteicos, simplemente uniéndolos mediante los corrspondientes enlaces peptídicos, para posteriormente estudiar las propiedades de las proteínas resultantes?
    ¿Alguien sabe si se ha intentado hacer esto? Y en caso afirmativo, ¿a qué conclusiones se llegó?

    • reneco

      En 3500 millones de años de evolución la naturaleza lo tiene que haber intentado y solo las moléculas que conocemos son las viables para la vida, además ella modifica su ambiente para poder desarrollarse y seguir aumentado su complejidad, creo que es inútil tratar de buscar otras combinaciones químicas para replicar algo que tomo tanto tiempo en concretarse

      • Vamos, que lo que dices tan alegremente es que debemos dejar de hacer ciencia quimio-biológica, que la naturaleza ya lo ha hecho por nosotros.
        Lo que hay que oír…

        • reneco

          De ninguna manera, lo que trato de decir es que es inútil tratar de emular algo sin entender antes los procesos que constituyen ese algo, como es el caso de la vida, primero es necesario entender los procesos que constituyen un ser vivo para luego hacer preguntas como ¿se podrían replicar estos de manera distinta?, porque estamos muy lejos de entender lo que es un ser vivo, solo conocemos parcialmente algunos aspectos de su manera de ser

  4. kike

    Tal y como dice el estudio, de la totalidad de los aminoácidos existentes a mano en nuestro planeta cuando comenzó la vida, los 20 empleados resultaron ser los más aptos, lo que seguramente se fué comprobando por simple selección natural, así que lo más probable es que si se emplea mucho tiempo y dinero en buscar otras combinaciones, al final tendremos que dar la razón a la sabia naturaleza.

    Pero lo que no se sabe es si en otros planetas con condiciones diferentes al nuestro, las mezclas de aminoácidos pudieran dar resultados muy diferentes, con proteinas completamente distintas a las nuestras, y ello por la necesidad de su medio ambiente; son tantas las posibilidades que se tardará seguramente mucho tiempo en ser bien estudiado el tema, siendo imprescindible primero el saber que medio ambiente puedan poseer los diferentes entornos planetarios aptos para la vida de alguna forma.

  5. Díptero escrotal

    Y se olvidan de la quiralidad, o al menos ni la citan en todo el artículo… Hablar sobre aminoácidos y obviar eso a mí como poco me deja perplejo, y por cierto son bastantes más de 20, dado que especies vivas usan algunos raros o poco corrientes, sugiriendo que los 20 famosos son simplemente la constatación de un antepasado común (ah, y también hay seres vivos terrícolas que emplean aminoácidos de quiralidad opuesta).

  6. pedro gs

    ¿Qué se quiere decir con lo de que la naturaleza eligio?, se intenta buscar el origen de la vida suponiendo que ya hay algo con capacidad de “elegir” de “seleccionar”, que ya existe una “naturaleza” mas compleja que una suma de minerales, esto es la pescadilla que se muerde la cola.

    • reneco

      ¿cual es el miedo de pensar en forma circular? la recursividad se da mucho en la naturaleza es solo otra forma de pensar, a veces creemos que existe un mundo afuera y que todo el conocimiento viene de el, pero no nos damos cuenta que estamos explicando esto con coherencias desde nuestro propio ser, porque no existe mas conocimiento que el que puede ser generado por nuestra propia mente y esta funciona de manera recursiva dando explicaciones en base a conocimientos ya establecidos de antemano que no tienen otro origen que nuestro propio pensar

  7. pedro gs

    … supongamos que ponemos 100 tornillos, 100 arandelas y 100 tuercas en una caja, sometamos la caja a radiacion, calor, movimientos verticales, horizontales… ¿alguien cree que al final encontraremos los 100 tornillos con su arandela puesta y su tuerca roscada?, y no hay nada mas sencillo que ensamblar un tornillo y el azar jamas lo conseguira. Lo unico que tengo claro es que la vida es un milagro, y bien hariamos en hacer mas para conservarla como un tesoro.

    • pepito

      Si se aplica el procedimiento durante suficiente tiempo probablemente haya al menos un tornillo que se junte con su arandela y con su tuerca. Y si ese tornillo tiene la habilidad de roproducirse, al final habrá 100 tornillos con sus correspondientes arandales y tuercas roscadas. El resto de los tornillos, arandelas y tuercas que había al principio se entinguirán.

  8. El_tonto_del_pueblo

    “A pesar de que una serie de experimentos han demostrado que los aminoácidos no naturales pueden incorporarse al alfabeto genético de los organismos, puede que nunca sea posible simular experimentalmente suficientes periodos de tiempo evolutivo para comparar realmente alfabetos de aminoácidos alternativos”. O sea, que además de esos 20 aminoácidos, podemos incorporar otros distintos.
    Por otro lado, no me extraña que no sepamos como diantres surgió todas estas combinaciones caprichosas, si tansiquiera sabemos como se construyeron las piramides…

    • Rompetechos

      Lo sabemos perfectamente, las piramides se hicieron con piedras. Ah! Y las hicieron los egipcios, muchos de ellos vivian en aldeas cercanas al complejo de Giza, como muestran los restos alli hallados…

  9. EVOLUCIÓN QUÍMICA

    http://en.wikipedia.org/wiki/Ramachandran_plot

    NI MILAGRO NI CASUALIDAD. ILUSTRAOS…

    • Díptero Escrotal

      La elección de algo en la naturaleza siempre viene determinada por sus propiedades intrínsecas *y las de su entorno*. Por eso este debate me parece viciado y vicioso, aunque entiendo que los autores intentan enfocarlo por otro lado. En el mismo link que señalas, por ejemplo, dice expresamente que cabría esperar impedimentos estéricos en aac de cadenas más largas, y no es así, lo cual en la práctica viene a concluir que el hecho de que se hayan seleccionado aacs de cadenas cortas frente a cadenas largas podría ser debido a factores económicos (o no: cfr. Titán), o vaya usted a saber por qué, en estos casos colocar en la balanza una variedad de factores totalmente contingentes y/o decir “azar puro” viene a ser equivalente. En suma, que no sabemos nada, y como señalo arriba, el primer gran misterio, que puede estar conectado o no, es por qué la quiralidad de todos los aacs es (abrumadoramente) la misma, por qué no coexisten ambas quiralidades (¿serían viables proteínas así construidas? ¿tendrían mejores propiedades? tiendo a pensar que sí)… la respuesta obvia es porque el primer ser salió así y todos descendemos de él, y no acabo de ver ninguna razón por la cual cualquier ser vivo que fuese invertido ópticamente no pudiese funcionar exactamente igual (de hecho, si no funcionase igual, habría alguna especie de violación de simetría, y tendría una importancia crítica en física, hay mucho debate con esto).

      Un cuento de Arthur C. Clarke trata de un accidente en un centro de investigación donde un ser humano queda completamente invertido (girando en una cuarta dimensión, digámoslo así), tanto anatómicamente (corazón a la derecha, hígado a la izquierda, etc.) como a niveles metabólicos, es decir, aminoácidos de la quiralidad invertida, carbohidratos ídem, etc. El tipo está normal aparte la inversión óptica (habla normal, etc), pero alimentarlo cuesta una barbaridad (porque hay que suministrarle los metabolitos invertidos), así que deciden replicar el accidente para intentar devolverlo a la normalidad, y no cuento más para el que lo quiera leer. Es un cuento que me gustó porque fue la primera vez que lei (en SciFi) tratar de forma descarnada el aspecto económico de la investigación.

      • pepito

        Me ha parecido interesante leer el cuento de Arthur C. Clarke y lo he buscado. Se titula “Error técnico” y se encuentra en el libro titulado “Alcanza el manana”

  10. fernando

    Si cualquiera de vosotr@s o vds intentarán pensar desde lo imposible, transpasarían algún límite?

    Si franqueáramos el otro lado de nuestra realidad, no lo que ha quedado como la única y posible, nos guste o no, qué veríamos y sentiríamos frente a la nada que nos interroga?

    Si 21 aminoácidos reunidos a través de miles de miles de miles de incontables encuentros y desacuerdos hasta que la cosa comenzó a danzar y a bailar para nuestra conversión en humanoides, no hubiera tenido lugar, dónde estaría ese Dios creador y destructor, que prefirió al pueblo judio, el elegido contra todos los demás, los demás que entonces conocían o imaginaban, los que escribían y daban un poco de juego a una realidad que muy cruda, como cruda sigue siendo ahora, que tienen a científicos y tecnólogos, pensadores y poetas, artistas y creyentes, y amantes amantis de la verdad, secuestrados por el gran poder de las godocracias?

  11. Rafael EL

    De momento no se ha podido demostrar que se pueda crear vida de la no vida. Tampoco se han encontrado fósiles intermedios que demuestren que la evolución de las especies es real. La teoría de darwin cayo por su propio peso hace mucho tiempo señores. Estos son dos puntos que explica darwin en el origen de las especies. El formulo una teoría que ya existía hacia mucho tiempo por el desconocimiento de la complejidad de las células y esperaba que los científicos encontrasen las pruebas en el futuro. En el presente siguen especulando pero ningún avance. El darwinismo explica que solo los mas fuertes sobreviven, ¿ven ustedes la relación de esa teoría con los valores del sistema capitalista? No hay mayor verdad que el desmontar mentiras. PD: Fernando, con todos mis respetos, eso de que dios eligió a los judíos es una mentira difundida por los Sionistas (amos del mundo), los verdaderos judíos no creen para nada eso. Los sionistas son unos impostores que financiaron a Hitler, y crearon el estado de Israel, pongo como ejemplo a la poderosa familia de banqueros Rothschild.

  12. zxdfgh

    por las dudas este es un blog de divulgacion cientifica. si quieren hablar de otras cosas hay otros blogs.

  13. [...] ¿Puede la vida evolucionar a partir de un código químico diferente? http://www.cienciakanija.com/2011/08/21/%C2%BFpuede-la-vida-evol…  por robertolarraz hace nada [...]

  14. Richard

    Es insólito que aun sigamos en este camino, le tomo demasiado tiempo a la vida conseguir este código para que unos simples humanos limitados de inteligencia y vida logre desarrollar una verdad concreta

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