La vida prosperó en la Tierra no solo porque algunos aminoácidos estaban disponibles y eran fáciles de producir en hábitats antiguos, sino porque algunos de ellos eran especialmente adecuados para ayudar a las proteínas a adoptar formas específicas, que les permitieron desarrollar funciones cruciales para la vida.
Un equipo internacional de investigadores liderado por la Universidad Johns Hopkins, en Estados Unidos, y la Universidad Carolina, en la República Checa, descubrió algunas pistas importantes sobre la forma en que un grupo de aminoácidos específicos sentó las bases para el desarrollo de las proteínas antiguas, que a su vez facilitaron el inicio de la vida en la Tierra primitiva.
Las raíces del árbol de la vida
Simulando en el laboratorio las condiciones de la Tierra antes del origen de la vida, los científicos hallaron que sin aminoácidos específicos, las proteínas antiguas no habrían sabido cómo evolucionar hasta convertirse en todas las formas de vida existentes en la actualidad en nuestra planeta, incluyendo a las plantas, los animales y los seres humanos.
"Hemos apreciado los mismos aminoácidos en todos los organismos, desde humanos hasta bacterias y arqueas: esto se debe a que todas las cosas en la Tierra están conectadas a través de este árbol de la vida, que tiene como origen a un primer organismo, que fue el ancestro de todos los seres vivos", indicó en una nota de prensa el químico Stephen Fried, uno de los autores del nuevo estudio, publicado recientemente en Journal of the American Chemical Society.
En la investigación, los especialistas arrojan luz sobre los eventos que dieron forma a por qué ese primer antepasado obtuvo los aminoácidos que necesitó para iniciar el complejo camino de desarrollo de la vida, que culminó en la actual explosión de diversidad vital que caracteriza a nuestro planeta.
En simulaciones de laboratorio, los investigadores imitaron la síntesis de proteínas primordiales que ocurrió hace 4.000 millones de años, mediante el uso de un conjunto alternativo de aminoácidos que eran muy abundantes antes de que surgiera la vida en la Tierra.
¿Una forma primaria de "selección natural"?
En ese ejercicio, hallaron que la vida en la Tierra fue posible no solo porque algunos aminoácidos estaban disponibles y podían producirse fácilmente en ambientes antiguos, sino porque además algunos de estos aminoácidos eran los indicados para que las proteínas lograran adoptar formas imprescindibles para que la vida pudiera desarrollarse y prosperar.
Aunque existían en la Tierra primordial cientos de aminoácidos, todos los seres vivos se desarrollaron a partir de los mismos 20 compuestos. En sus primeros mil millones de años, la atmósfera de la Tierra estaba conformada por una variedad de gases como el amoníaco y el dióxido de carbono, que generaron reacciones a partir de los altos niveles de radiación ultravioleta, produciendo así algunos de los aminoácidos más simples involucrados en la génesis de la vida.
Otros de los aminoácidos esenciales llegaron a través de sustancias aportadas por meteoritos, que introdujeron desde el espacio una mezcla de ingredientes que ayudó a la vida en la Tierra a completar un conjunto de 10 aminoácidos "tempranos" y primordiales. La gran incógnita aún es cómo se desarrollaron los 10 aminoácidos restantes, pero los hallazgos de la nueva investigación pueden ser un avance importante para resolver este enigma.
Según los científicos, la investigación muestra que la naturaleza podría haber seleccionado bloques de construcción con propiedades útiles para evolucionar, mucho antes de la evolución de las especies en un sentido darwiniano de selección natural.
Se han detectado aminoácidos en asteroides lejos de la Tierra, lo que sugiere que esos compuestos se encuentran en otros rincones del Universo. De esta manera, el nuevo estudio también podría tener implicaciones en la búsqueda de vida extraterrestre. "El Universo parece amar a los aminoácidos: tal vez si encontráramos vida en otro planeta no sea tan diferente a la que conocemos", concluyó Fried en el mismo comunicado citado previamente.
Referencia
Early Selection of the Amino Acid Alphabet Was Adaptively Shaped by Biophysical Constraints of Foldability. Mikhail Makarov et al. Journal of the American Chemical Society (2023). DOI:https://doi.org/10.1021/jacs.2c12987
