Cuando surgió la vida, lo hizo rápidamente. Los fósiles sugieren que los microbios estuvieron presentes hace 3.700 millones de años, solo unos cientos de millones de años después de que el planeta de 4.500 millones de años se enfriara lo suficiente como para sustentar la bioquímica, y muchos investigadores creen que el material hereditario de estos primeros organismos fue el ARN. Aunque no es tan complejo como el ADN, el ARN aún sería difícil de forjar en las cadenas largas necesarias para transmitir información genética, lo que plantea la cuestión de cómo pudo haberse formado espontáneamente.
Ahora, los investigadores pueden tener una respuesta. En experimentos de laboratorio, muestran cómo las rocas llamadas vidrios basálticos ayudan a las letras de ARN individuales, conocidas como nucleósidos trifosfatos, a unirse en hebras de hasta 200 letras de largo. Los vasos habrían sido abundantes en el fuego y azufre de la Tierra primitiva; se crean cuando la lava se extingue en el aire o el agua o cuando la roca derretida creada en el impacto de un asteroide se enfría rápidamente.
El resultado ha dividido a los principales investigadores del origen de la vida. «Esta parece ser una historia maravillosa que finalmente explica cómo los nucleósidos trifosfatos reaccionan entre sí para dar hebras de ARN», dice Thomas Carell, químico de la Universidad Ludwig Maximilians de Munich. Pero Jack Szostak, un experto en ARN de la Universidad de Harvard, dice que no creerá el resultado hasta que el equipo de investigación caracterice mejor las hebras de ARN.
A los investigadores del origen de la vida les gusta un «mundo de ARN» primordial porque la molécula puede llevar a cabo dos procesos distintos vitales para la vida. Al igual que el ADN, se compone de cuatro letras químicas que pueden transportar información genética. Y al igual que las proteínas, el ARN también puede catalizar reacciones químicas necesarias para la vida.
Pero el ARN también trae dolores de cabeza. Nadie ha encontrado un conjunto de condiciones prebióticas plausibles que harían que cientos de letras de ARN, cada una de ellas moléculas complejas, se unieran en hebras lo suficientemente largas como para soportar la química compleja necesaria para iniciar la evolución.
Stephen Mojzsis, geólogo de la Universidad de Colorado, Boulder, se preguntó si los vidrios basálticos jugaron un papel. Son ricos en metales como el magnesio y el hierro que promueven muchas reacciones químicas. Y, dice, «el vidrio basáltico estaba en todas partes en la Tierra en ese momento».
Envió muestras de cinco vasos de basalto diferentes a la Fundación para la Evolución Molecular Aplicada. Allí, Elisa Biondi, bióloga molecular, y sus colegas trituraron cada muestra hasta convertirla en un polvo fino, la esterilizaron y la mezclaron con una solución de nucleósido trifosfato. Sin un polvo de vidrio presente, las letras de ARN no pudieron unirse. Pero cuando se mezcla con los polvos de vidrio, las moléculas se unieron en largas hebrasde unos cientos de letras, informan los investigadores esta semana en Astrobiología. No se necesitaba calor ni luz. “Todo lo que teníamos que hacer era esperar”, dice Biondi. Se formaron pequeñas hebras de ARN después de solo un día, pero las hebras siguieron creciendo durante meses. “La belleza de este modelo es su simplicidad”, dice Jan Špaček, biólogo molecular de Firebird Biomolecular Sciences. “Mezcle los ingredientes, espere unos días y detecte el ARN”.
Aún así, los resultados plantean muchas preguntas. Una es cómo los nucleósidos trifosfatos podrían haber surgido en primer lugar. El colega de Biondi, Steven Benner, dice que investigaciones recientes muestran cómo los mismos vidrios basálticos podrían haber promovido la formación y estabilización de las letras de ARN individuales.
Un problema mayor, dice Szostak, es la forma de las cadenas largas de ARN. En las células modernas, las enzimas aseguran que la mayoría de los ARN crezcan en largas cadenas lineales. Pero las letras de ARN también pueden unirse en patrones de ramificación complejos. Szostak quiere que los investigadores informen el tipo de ARN que crearon los vidrios basálticos. “Me resulta muy frustrante que los autores hayan hecho un hallazgo inicial interesante, pero luego decidieron seguir la exageración en lugar de la ciencia”, dice Szostak.
Biondi admite que el experimento de su equipo casi con certeza produce una pequeña cantidad de ramificación de ARN. Sin embargo, señala que algunos ARN ramificados existen en los organismos de hoy, y las estructuras relacionadas pueden haber estado presentes en los albores de la vida. También dice que otras pruebas que realizó el grupo confirman la presencia de hebras largas con conexiones que muy probablemente significan que son lineales. “Es un debate saludable”, dice Dieter Braun, químico del origen de la vida en Ludwig Maximilian. «Desencadenará la próxima ronda de experimentos».
