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24 mayo 2023

Los genes, el origen de la vida

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Uno de los bulos m√°s extremos y disparatados sobre la pandemia de COVID-19 dice que el ARN mensajero (ARNm) utilizado en las vacunas es una especie de herramienta para modificar gen√©ticamente a las personas, y lo remata afirmando que el ARNm ya est√° incluso en los alimentos. Esto √ļltimo es innegablemente cierto, porque todos los alimentos proceden de seres vivos. Y no solo el ARNm es tan esencial para la funci√≥n de los genes que sin √©l no existir√≠a nada vivo en este planeta, sino que incluso pudo ser el origen de todo; el primer gen fue el inicio de la vida terrestre, y todo apunta a que no estaba hecho de ADN, sino de ARN.

BBVA-OpenMind-Yanes-Los genes el origen de la vida_1 Nuestros genes son un registro colectivo, una especie de bitácora codificada de la historia de la especie humana y de todos nuestros ancestros biológicos. Crédito: Getty Images
Nuestros genes son un registro colectivo, una especie de bitácora codificada de la historia de la especie humana y de todos nuestros ancestros biológicos. Crédito: Getty Images

Nuestros genes determinan qu√© somos, y tambi√©n qu√© enfermedades padecemos. Pero aparte de ser un manual de instrucciones individual de cada persona, tambi√©n son un registro colectivo, una especie de bit√°cora codificada de la historia de la especie humana y de todos nuestros ancestros biol√≥gicos hasta el llamado √öltimo Ancestro Com√ļn Universal o LUCA (por sus siglas en ingl√©s), el remoto antecesor unicelular de todos los seres vivos.

El genoma del primer ser vivo

Pero ¬Ņqu√© ocurri√≥ antes de LUCA? Si rebobinamos a√ļn m√°s la pel√≠cula de la vida en la Tierra hasta el primer ser vivo y el origen anterior de la biolog√≠a, la imagen se vuelve mucho m√°s difusa. No existe ninguna posibilidad para la ciencia de confirmar c√≥mo naci√≥ la vida terrestre; todo lo que puede hacerse es formular hip√≥tesis veros√≠miles y comprobar experimentalmente su validez. Pero, por desgracia, nunca tendremos la certeza.

BBVA-OpenMind-Yanes-Los genes el origen de la vida_2 La teor√≠a de la panspermia dirigida sugiere que la vida deb√≠a de haber nacido en alg√ļn otro mundo. Cr√©dito: Pablo Carlos Budassi - CC BY-SA 4.0
La teor√≠a de la panspermia dirigida sugiere que la vida deb√≠a de haber nacido en alg√ļn otro mundo. Cr√©dito: Pablo Carlos Budassi – CC BY-SA 4.0

Entre lo que s√≠ sabemos se cuenta que el primer ser vivo, una protoc√©lula, ten√≠a un genoma capaz de replicarse. Y que, por tanto, deducir c√≥mo pod√≠a ser y c√≥mo pudo formarse el primer gen nos acerca al misterio del origen de la vida. El problema es que se trata del dilema del huevo y la gallina. Seg√ļn el dogma central de la biolog√≠a, el ADN de los genes se transcribe a una copia de ARNm que, por medio de adaptadores moleculares, se traduce a las prote√≠nas que forman el organismo. Tanto estos procesos como la replicaci√≥n del ADN, la copia de un genoma en la divisi√≥n celular, se producen por medio de prote√≠nas llamadas enzimas. As√≠, se necesita una gallina, en este caso un gen, para producir el huevo, ARNm que produce prote√≠nas. Pero se requiere el huevo, las prote√≠nas, para que nazca una gallina, los genes.¬†

El enigma de este c√≠rculo sin principio ni fin llev√≥ a Francis Crick, codescubridor de la estructura del ADN, a imaginar una soluci√≥n arriesgada: la panspermia dirigida, ‚Äúla teor√≠a de que los organismos fueron deliberadamente transferidos a la Tierra por seres inteligentes de otro planeta‚ÄĚ, escrib√≠an en 1973 Crick y el qu√≠mico Leslie Orgel. Fue Crick quien estableci√≥ el dogma central de la biolog√≠a. La dependencia mutua de ADN, ARN y prote√≠nas hac√≠a imposible proponer que uno de estos componentes pudiera aparecer primero, por lo que Crick y Orgel suger√≠an que la vida deb√≠a de haber nacido en alg√ļn otro mundo donde existiera ‚Äúun mineral o compuesto de importancia catal√≠tica crucial‚ÄĚ para iniciar el ciclo.

La teoría del mundo ARN

Por suerte, este catalizador se encontr√≥ aqu√≠ mismo, en la Tierra: el propio ARN. De hecho, Crick y otros ya hab√≠an propuesto esta posibilidad, y en 1982 se confirm√≥ que el ARN puede actuar como una enzima. Crick no volvi√≥ a hablar de panspermia, y cobr√≥ fuerza la hip√≥tesis del ‚Äúmundo ARN‚ÄĚ: en un principio fue el ARN, formado espont√°neamente a partir de la sopa de componentes de la Tierra primitiva. Este ARN actu√≥ a la vez como soporte de los genes y como catalizador, hasta que, en alg√ļn antepasado de LUCA ‚ÄĒy con ello, en todos los seres celulares posteriores, incluidos nosotros‚ÄĒ, la primera funci√≥n la asumi√≥ el ADN y la segunda las prote√≠nas. Hoy el ARN conserva una acci√≥n catal√≠tica en el ribosoma, la maquinaria que traduce el ARN a prote√≠nas, y que a su vez est√° formado por ARN y prote√≠nas.

BBVA-OpenMind-Yanes-Los genes el origen de la vida_3 Hoy el ARN conserva una acción catalítica en el ribosoma, la maquinaria que traduce el ARN a proteínas, y que a su vez está formado por ARN y proteínas. Crédito: Christoph Burgstedt / Alamy Stock Photo
Hoy el ARN conserva una acción catalítica en el ribosoma, la maquinaria que traduce el ARN a proteínas, y que a su vez está formado por ARN y proteínas. Crédito: Christoph Burgstedt / Alamy Stock Photo

As√≠, el ARN ser√≠a el huevo y la gallina a la vez. Antes de la primera c√©lula, el ARN fue capaz de autorreplicarse y de formar compartimentos en los que un amino√°cido se un√≠a a otros hasta crear una cadena, una prote√≠na. Con esta idea, hace casi dos d√©cadas la israel√≠ Ada Yonath, Nobel de Qu√≠mica en 2009 por desentra√Īar la estructura del ribosoma, propuso que en el comienzo existi√≥ un protorribosoma mucho m√°s simple que los actuales y formado solo por ARN, a partir del cual comenz√≥ a evolucionar la maquinaria de la vida. En los √ļltimos a√Īos, experimentos en el laboratorio de Yonath y en otros han conseguido recrear un posible protorribosoma capaz de unir dos amino√°cidos.

La teor√≠a del mundo ARN no es la √ļnica que se ha propuesto para explicar el origen de la vida. En la √ļltima d√©cada se ha planteado que quiz√° otros componentes coexistieron en aquellos pasos previos, y que el mundo primigenio pudo ser m√°s complejo, una mezcla de ARN y prote√≠nas rudimentarias formadas espont√°neamente, junto con l√≠pidos y otras biomol√©culas. Pero incluso en este caso el primer gen habr√≠a sido un ARN, la mol√©cula a la que le debemos el √ļnico planeta vivo que conocemos.¬†

 

Javier Yanes 

@yanes68 

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