la molécula rebelde que se resiste a los efectos del ácido sulfúrico

¿Es posible que algo semejante al ADN sobreviva en un ambiente que parece diseñado para destruir cualquier forma de vida? Si alguien hubiera planteado esta posibilidad hace solo unos años, probablemente habría sido recibido con escepticismo. Sin embargo, un equipo de científicos ha encontrado pruebas de que ciertos polímeros genéticos alternativos, como el ácido nucleico peptídico (PNA), pueden resistir condiciones que hasta ahora creíamos letales. Entre ellas, nada menos que el ácido sulfúrico concentrado presente en las nubes de Venus.

El estudio, publicado en la revista Science Advances, no solo desafía nuestras ideas sobre la habitabilidad planetaria, sino que abre nuevas posibilidades en la astrobiología. Los investigadores han demostrado que el PNA, un primo estructural del ADN, muestra una sorprendente estabilidad en ácido sulfúrico al 98 % a temperatura ambiente, durante al menos dos semanas. Este descubrimiento podría reescribir lo que entendemos sobre la vida en ambientes extremos.

PNA: un candidato genético resistente

El ácido nucleico peptídico (PNA) no es nuevo en la ciencia, aunque su posible papel en ambientes extraterrestres ha ganado atención recientemente. Se trata de una molécula sintética similar al ADN, pero con una estructura de esqueleto basada en péptidos en lugar de azúcares y fosfatos. Esta particularidad le confiere una estabilidad química muy superior a la del ADN tradicional.

Según los autores del estudio, “PNA ha sido propuesto como un candidato a primer polímero genético en la Tierra primitiva”. La capacidad del PNA para resistir ataques químicos en medios hostiles como el ácido sulfúrico lo convierte en un modelo ideal para investigar la posibilidad de vida en lugares tan extremos como las nubes de Venus.

En los experimentos realizados, se sometieron muestras de PNA a soluciones de ácido sulfúrico concentrado a temperatura ambiente. Después de catorce días, las moléculas mostraban apenas entre un 0,4 % y un 28,6 % de degradación, dependiendo de su secuencia específica. Esta resistencia sugiere que formas de vida basadas en PNA, o en polímeros similares, podrían ser viables en ambientes ácidos.

¿Qué es el PNA?

El ácido nucleico peptídico, conocido como PNA, es un polímero sintético que imita la función del ADN y del ARN, aunque presenta una estructura muy diferente. En lugar de tener un esqueleto formado por azúcares y fosfatos, como ocurre en los ácidos nucleicos naturales, el PNA utiliza una cadena de unidades de N-(2-aminoetil)-glicina unidas por enlaces peptídicos. A esta cadena se conectan las bases nitrogenadas responsables del reconocimiento específico de secuencias de ADN o ARN, respetando las reglas clásicas de complementariedad de bases. Esta estructura, al carecer de cargas eléctricas, permite una unión más fuerte con sus secuencias complementarias y le otorga una gran resistencia a la degradación por enzimas.

Gracias a su alta estabilidad y fuerte afinidad de unión, el PNA se ha convertido en una herramienta muy útil en campos como la biomedicina y la biotecnología. Se emplea en técnicas de diagnóstico, en terapias antisentido, y como agente antiviral, anticancerígeno y antibacteriano. Además, debido a su robustez y a su capacidad para formarse en condiciones extremas, se ha planteado la hipótesis de que pudo haber sido uno de los primeros materiales genéticos en la historia de la vida en la Tierra, anterior incluso al ARN. Aunque no existe de forma natural en los organismos actuales, su potencial para aplicaciones científicas y médicas sigue en expansión.

Venus: un escenario poco hospitalario

Venus ha sido considerado durante décadas como el planeta más inhóspito del sistema solar. Con temperaturas superficiales que superan los 450 °C y una atmósfera cargada de dióxido de carbono y ácido sulfúrico, parece poco probable que la vida pueda florecer allí. Sin embargo, las condiciones en las nubes de Venus, situadas entre los 48 y 60 kilómetros de altitud, son radicalmente diferentes.

En esta franja atmosférica, las temperaturas rondan entre los 0 °C y los 100 °C, un rango relativamente «cómodo» si se compara con la superficie. Eso sí, la composición química sigue siendo extraordinariamente agresiva, dominada por ácido sulfúrico concentrado. Hasta hace poco, la posibilidad de vida en esas capas se descartaba, precisamente, porque se asumía que cualquier molécula orgánica se destruiría de inmediato.

En palabras del equipo investigador, “encontrar que el PNA puede permanecer en ácido sulfúrico concentrado durante horas es asombroso”. Esta observación plantea un escenario en el que la vida basada en polímeros alternativos podría existir, adaptándose a condiciones radicalmente diferentes de las que conocemos en la Tierra.

¿Cómo se realizó el experimento?

El estudio combinó técnicas de espectrometría de masas (LC-MS) y resonancia magnética nuclear (NMR) para evaluar la integridad de los hexámeros de PNA tras su exposición al ácido sulfúrico. Se analizaron secuencias formadas exclusivamente por adenina, guanina, citosina o timina.

Los resultados mostraron una degradación mínima tras 14 días a temperatura ambiente. Sin embargo, cuando las temperaturas aumentaron a más de 80 °C, el PNA comenzó a romperse rápidamente debido a la solvolisis de sus enlaces amida, un proceso químico en el cual las moléculas se descomponen al reaccionar con el solvente.

En una de las afirmaciones del estudio, se señala que “los hexámeros de PNA muestran menos del 28,6 % de degradación en ácido sulfúrico al 98 % en condiciones de temperatura ambiente durante al menos 14 días”. Este hallazgo es crucial, ya que los rangos de temperatura en las nubes de Venus se superponen con las condiciones del experimento.

Además, los investigadores destacaron que el tipo de base nitrogenada afecta la estabilidad del PNA, siendo las secuencias basadas en guanina las más resistentes a la degradación.

Más allá del PNA: nuevos retos

Aunque estos resultados son esperanzadores, el propio estudio reconoce limitaciones importantes. El PNA comienza a degradarse a temperaturas superiores a los 50 °C, lo que supone un problema, ya que algunas zonas de las nubes de Venus superan esa marca.

El Dr. Petkowski comentó que “nuestro futuro trabajo se centrará en crear un polímero genético que sea estable en ácido sulfúrico concentrado en todo el rango de temperaturas de las nubes de Venus”. Esto implica diseñar moléculas aún más resistentes, capaces de soportar no solo la acidez extrema, sino también las variaciones térmicas.

Asimismo, el equipo advierte que, si bien la estabilidad química es una condición necesaria para la vida, no es suficiente por sí sola. Es necesario demostrar que estos polímeros podrían replicarse, mutar y evolucionar, funciones básicas para cualquier forma de vida.

Por tanto, el hallazgo es solo un primer paso. El siguiente desafío será identificar o diseñar moléculas que puedan cumplir funciones genéticas completas en un entorno tan hostil.

¿Una vida diferente en Venus?

Este tipo de investigaciones nos invita a replantear el concepto de vida. Hasta ahora, nuestras búsquedas se han basado en los parámetros de la vida terrestre: agua líquida, temperatura moderada, una atmósfera protectora. Sin embargo, la posibilidad de que existan formas de vida basadas en otras químicas expande enormemente nuestro campo de visión.

La propia definición de habitabilidad se transforma. Según los investigadores, “la existencia de una química orgánica compleja en un entorno planetario es un requisito previo para la habitabilidad”. Es decir, la vida podría surgir allí donde la química compleja sea posible, incluso si el medio es tóxico para nosotros.

En este sentido, Venus deja de ser un infierno estéril para convertirse en un candidato intrigante. Si en sus nubes pueden sobrevivir moléculas genéticas alternativas, ¿por qué no formas de vida igualmente extrañas?

El estudio representa un cambio de paradigma. Nos enseña que, antes de descartar un mundo por su aparente hostilidad, debemos investigar qué formas de vida podrían adaptarse a él.

Un campo de investigación en expansión

El trabajo de Petkowski y sus colegas se inserta en una tendencia creciente dentro de la astrobiología: explorar la vida en ambientes extremos. Desde los océanos de metano de Titán hasta los géiseres helados de Encélado, los científicos comienzan a imaginar biosferas basadas en solventes distintos al agua.

En este caso concreto, el ácido sulfúrico, tradicionalmente visto como un destructor de la vida, se presenta como un posible solvente alternativo. Como destacan los autores, “el ácido sulfúrico concentrado puede sustentar una diversa gama de química orgánica”.

Además de su importancia astrobiológica, este tipo de investigación tiene implicaciones prácticas en química industrial y biotecnología. Entender cómo ciertas moléculas pueden resistir ácidos extremos podría inspirar nuevos materiales o procesos industriales más robustos.

Lo cierto es que apenas estamos rascando la superficie de estas posibilidades. Queda mucho por descubrir, pero cada paso que damos redefine lo que entendemos por vida.