Más misterio en torno a la quiralidad de la vida

Las proteínas son las moléculas fundamentales de la vida y se utilizan en todo tipo de estructuras, desde el cabello hasta las enzimas (catalizadores que aceleran o regulan las reacciones químicas). Al igual que las 26 letras del alfabeto se combinan para formar tantas palabras como queramos, la vida utiliza 20 aminoácidos diferentes en una enorme variedad de disposiciones para fabricar millones de proteínas distintas. Algunas moléculas de aminoácidos pueden construirse de dos maneras, de modo que existen versiones especulares, como nuestra mano derecha con respecto a la izquierda, y la vida utiliza la variedad levógira (“zurda”) de estos aminoácidos. Aunque la vida basada en aminoácidos dextrógiros (“diestros”) presumiblemente funcionaría bien, las dos imágenes especulares raramente se mezclan en biología, una característica de la vida llamada homoquiralidad. El motivo por el que la vida eligió la variedad zurda en lugar de la diestra es un misterio.

El ADN (ácido desoxirribonucleico) es la molécula que contiene las instrucciones para construir y hacer funcionar un organismo vivo. Sin embargo, el ADN es complejo y especializado y “subcontrata” el trabajo de leer las instrucciones a las moléculas de ARN (ácido ribonucleico). La especialización y complejidad del ADN hacen pensar que algo más simple debió precederlo hace miles de millones de años durante la evolución temprana de la vida. Uno de los principales candidatos es el ARN, que puede almacenar información genética y construir proteínas. La hipótesis de que el ARN pudo preceder al ADN se denomina “Mundo de ARN”.

Si la teoría del Mundo de ARN es correcta, entonces quizá algo en el ARN hizo que favoreciera la construcción de proteínas zurdas en detrimento de las diestras. Sin embargo, una nueva investigación no respalda esta hipótesis, lo cual acrecienta el misterio de por qué la vida optó por las proteínas zurdas.

Este estudio lo ha realizado un equipo integrado, entre otros, por Irene Chen, de la Escuela Samueli de Ingeniería adscrita a la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), y Josh Kenchel, de la Universidad de California en Santa Bárbara, en Estados Unidos ambas.

Diagrama de las versiones zurda y diestra del aminoácido isovalina, hallado en el meteorito de Murchison. (Imagen: NASA)

En un experimento del nuevo estudio se pusieron a prueba moléculas de ARN que actúan como enzimas para construir proteínas y que se llaman ribozimas. El experimento demuestra una igualdad de oportunidades para los aminoácidos zurdos y para los diestros, lo que indica que el Mundo de ARN, en general, no tuvo necesariamente un fuerte sesgo hacia la quiralidad que observamos hoy en día en los aminoácidos típicos de la biología.

En el experimento, los investigadores reprodujeron las condiciones que debió tener la Tierra primitiva en la época del Mundo de ARN. Incubaron una solución que contenía ribozimas y precursores de aminoácidos para ver los porcentajes relativos de la versión diestra y de la zurda de un aminoácido, la fenilalanina, que se formaban. Probaron 15 combinaciones diferentes de ribozimas y descubrieron que estas pueden favorecer tanto a los aminoácidos diestros como a los zurdos. Esto sugiere que el ARN no tenía inicialmente una tendencia química hacia una forma quiral de los aminoácidos. Esta falta de preferencia cuestiona la idea de que la vida primitiva estuviera predispuesta a seleccionar los aminoácidos zurdos, que son los que predominan en las proteínas modernas.

El estudio se titula “Prebiotic chiral transfer from self-aminoacylating ribozymes may favor either handedness”. Y se ha publicado en la revista académica Nature Communications. (Fuente: NCYT de Amazings)