¿La proteína, el ADN o el ARN fueron lo primero?

Evidencia sustancial indica que toda la vida en la Tierra hoy se desarrolló a partir de un ancestro común compartido. El proceso por el cual ese ancestro común se formó a partir de materia inanimada se llama abiogénesis. La forma en que se llevó a cabo este proceso aún no se comprende completamente y todavía es un tema de investigación. Entre los científicos interesados ​​en el origen de la vida, si las proteínas, el ARN o alguna otra molécula llegaron primero es un tema muy debatido.

En el famoso experimento de Urey-Miller, los científicos mezclaron metano, agua, amoníaco e hidrógeno en un esfuerzo por simular la atmósfera de la Tierra primitiva. A continuación, dispararon chispas eléctricas a través de esta mezcla para simular un rayo. Este proceso produjo aminoácidos y otros compuestos orgánicos, lo que demuestra que condiciones como las de la Tierra primitiva podían crear aminoácidos, los componentes básicos de las proteínas.

Pero pasar de una mezcla de aminoácidos en solución a una proteína intacta que funciona presenta muchos problemas. Por ejemplo, con el tiempo, las proteínas en el agua tienden a romperse en lugar de ensamblarse en cadenas moleculares más largas. Además, preguntar si aparecieron primero las proteínas o el ADN presenta un problema familiar del huevo o la gallina. Las proteínas pueden catalizar reacciones químicas y el ADN puede almacenar información genética. Sin embargo, ninguna de estas moléculas por sí sola es suficiente para la vida; Deben estar presentes el ADN y las proteínas.

Una posible solución es el llamado enfoque RNA World, en el que el ARN se antepone a las proteínas o al ADN. Esta solución es atractiva porque el ARN combina algunas de las características de las proteínas y el ADN. El ARN puede catalizar reacciones químicas al igual que las proteínas y puede almacenar información genética al igual que el ADN. Y la maquinaria celular que usa ARN para sintetizar proteínas está hecha en parte de ARN y depende del ARN para hacer su trabajo. Esto sugiere que el ARN podría haber jugado un papel crucial en la historia temprana de la vida.

Sin embargo, un problema con la hipótesis del mundo del ARN es la naturaleza del ARN en sí. El ARN es un polímero o cadena de nucleótidos. No está del todo claro cómo se formaron estos nucleótidos o cómo se habrían unido para formar polímeros en las condiciones de la Tierra primitiva.

En 2009, el científico británico John Sutherland propuso una solución viable al anunciar que su laboratorio había encontrado un proceso que podría construir nucleótidos a partir de bloques de construcción que probablemente estaban presentes en los primeros Tierra. Es posible que este proceso haya dado lugar a nucleótidos, que luego se unieron mediante reacciones que tienen lugar a lo largo de la superficie de capas microscópicas de arcilla.

Aunque el escenario ARN-Primero es muy popular entre los científicos del origen de la vida, hay otra explicación, que propone que el metabolismo vino antes que el ARN, el ADN o las proteínas. Este escenario de metabolismo primero sugiere que la vida surgió cerca de ambientes de alta presión y alta temperatura, como respiraderos de agua caliente en aguas profundas. Estas condiciones impulsaron reacciones catalizadas por minerales y dieron lugar a una rica mezcla de compuestos orgánicos. Estos compuestos, a su vez, se convirtieron en los componentes básicos de polímeros como las proteínas y el ARN. Sin embargo, en el momento de la publicación, no hay evidencia suficiente para explicar de manera concluyente si el enfoque del metabolismo primero o del mundo del ARN es correcto.