{"id":48148,"date":"2024-03-04T12:04:09","date_gmt":"2024-03-04T20:04:09","guid":{"rendered":"https:\/\/vermont.salk.edu\/?post_type=disclosure&p=48148"},"modified":"2024-03-04T14:07:21","modified_gmt":"2024-03-04T22:07:21","slug":"modeling-the-origins-of-life-new-evidence-for-an-rna-world","status":"publish","type":"disclosure","link":"https:\/\/www.salk.edu\/es\/news-release\/modeling-the-origins-of-life-new-evidence-for-an-rna-world\/","title":{"rendered":"Modelando el origen de la vida: nueva evidencia para un \u201cMundo de ARN\u201d"},"content":{"rendered":"

LA JOLLA\u2014Charles Darwin describi\u00f3 la evoluci\u00f3n como \"descendencia con modificaci\u00f3n\". La informaci\u00f3n gen\u00e9tica en forma de secuencias de ADN se copia y se transmite de una generaci\u00f3n a otra. Pero este proceso tambi\u00e9n debe ser algo flexible, permitiendo que surjan ligeras variaciones de genes con el tiempo e introduzcan nuevos rasgos en la poblaci\u00f3n.<\/p>\n

\"From<\/a>
De izquierda a derecha: David Horning, Gerald Joyce y Nikolaos Papastavrou.<\/p>\n

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Cr\u00e9dito: Instituto Salk<\/figcaption><\/figure>\n

Pero, \u00bfc\u00f3mo empez\u00f3 todo esto? En los or\u00edgenes de la vida, mucho antes de las c\u00e9lulas, prote\u00ednas y el ADN, \u00bfpudo tener lugar un tipo similar de evoluci\u00f3n a una escala m\u00e1s simple? Cient\u00edficos en la d\u00e9cada de 1960, incluyendo al miembro de Salk Leslie Orgel, propusieron que la vida comenz\u00f3 con el \u201cMundo de ARN\u201d, una era hipot\u00e9tica en la que peque\u00f1as y fibrosas mol\u00e9culas de ARN dominaron la Tierra primitiva y establecieron la din\u00e1mica de la evoluci\u00f3n darwiniana.<\/p>\n

Nueva investigaci\u00f3n en el Salk Institute ahora ofrece nuevas perspectivas sobre los or\u00edgenes de la vida, presentando evidencia convincente que apoya la hip\u00f3tesis del Mundo de ARN. El estudio, publicado en Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS)<\/a><\/em> El 4 de marzo de 2024 se da a conocer una enzima de ARN capaz de crear copias exactas de otras cadenas de ARN funcionales, al tiempo que permite que surjan nuevas variantes de la mol\u00e9cula con el paso del tiempo. Estas extraordinarias capacidades sugieren que las primeras formas de evoluci\u00f3n podr\u00edan haber tenido lugar a escala molecular en el ARN.<\/p>\n

Los hallazgos tambi\u00e9n acercan a los cient\u00edficos un paso m\u00e1s a la recreaci\u00f3n de vida basada en ARN en el laboratorio. Al modelar estos entornos primitivos en el laboratorio, los cient\u00edficos pueden probar directamente hip\u00f3tesis sobre c\u00f3mo la vida pudo haber comenzado en la Tierra, o incluso en otros planetas.<\/p>\n

\"Hammerhead<\/a>
Las secuencias de cabeza de martillo copiadas por la polimerasa de menor fidelidad se alejan de su secuencia original de ARN (arriba) y pierden su funci\u00f3n con el tiempo. Las cabeza de martillo catalizadas por la polimerasa de mayor fidelidad retienen su funci\u00f3n y desarrollan secuencias m\u00e1s aptas (abajo).<\/p>\n

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Cr\u00e9dito: Instituto Salk<\/figcaption><\/figure>\n

\"Estamos persiguiendo el amanecer de la evoluci\u00f3n\u201d, dice el autor principal y presidente de Salk. Gerald Joyce<\/a>. Al revelar estas nuevas capacidades del ARN, estamos descubriendo los posibles or\u00edgenes de la vida misma, y c\u00f3mo mol\u00e9culas simples podr\u00edan haber allanado el camino para la complejidad y diversidad de la vida que vemos hoy.\"<\/p>\n

Los cient\u00edficos pueden usar el ADN para rastrear la historia de la evoluci\u00f3n desde las plantas y animales modernos hasta los primeros organismos unicelulares. Pero lo que vino antes de eso sigue sin estar claro. Las h\u00e9lices de ADN de doble cadena son excelentes para almacenar informaci\u00f3n gen\u00e9tica. Muchos de esos genes finalmente codifican prote\u00ednas, m\u00e1quinas moleculares complejas que realizan todo tipo de funciones para mantener vivas las c\u00e9lulas. Lo que hace que el ARN sea \u00fanico es que estas mol\u00e9culas pueden hacer un poco de ambas cosas. Est\u00e1n hechas de secuencias extendidas de nucle\u00f3tidos, similares al ADN, pero tambi\u00e9n pueden actuar como enzimas para facilitar reacciones, de manera similar a las prote\u00ednas. Entonces, \u00bfes posible que el ARN haya servido como precursor de la vida tal como la conocemos?<\/p>\n

Cient\u00edficos como Joyce llevan a\u00f1os explorando esta idea, centr\u00e1ndose especialmente en las ribozimas de ARN polimerasa, mol\u00e9culas de ARN capaces de crear copias de otras cadenas de ARN. Durante la \u00faltima d\u00e9cada, Joyce y su equipo han estado desarrollando ribozimas de ARN polimerasa en el laboratorio, utilizando una forma de evoluci\u00f3n dirigida para producir nuevas versiones capaces de replicar mol\u00e9culas m\u00e1s grandes. Sin embargo, la mayor\u00eda presenta un defecto fatal: no son capaces de copiar las secuencias con la precisi\u00f3n suficiente. A lo largo de muchas generaciones, se introducen tantos errores en la secuencia que las cadenas de ARN resultantes ya no se parecen a la secuencia original y han perdido por completo su funci\u00f3n.<\/p>\n

Hasta ahora.<\/em> La ribozima de ARN polimerasa m\u00e1s reciente desarrollada en el laboratorio incluye una serie de mutaciones cruciales que le permiten copiar una hebra de ARN con mucha mayor precisi\u00f3n.<\/p>\n

En estos experimentos, la hebra de ARN que se est\u00e1 copiando es una \u201ccabeza de martillo\u201d, una mol\u00e9cula peque\u00f1a que rompe otras mol\u00e9culas de ARN en pedazos. Los investigadores se sorprendieron al descubrir que no solo la ribozima ARN polimerasa replic\u00f3 con precisi\u00f3n cabezas de martillo funcionales, sino que con el tiempo, comenzaron a surgir nuevas variaciones de las cabezas de martillo. Estas nuevas variantes se desempe\u00f1aron de manera similar, pero sus mutaciones las hicieron m\u00e1s f\u00e1ciles de replicar, lo que aument\u00f3 su aptitud evolutiva y las llev\u00f3 a dominar eventualmente la poblaci\u00f3n de cabezas de martillo del laboratorio.<\/p>\n

\u201cHace mucho tiempo que nos preguntamos cu\u00e1n simple era la vida en sus inicios y cu\u00e1ndo adquiri\u00f3 la capacidad de empezar a mejorarse a s\u00ed misma\u201d, dice el primer autor Nikolaos Papastavrou, un asociado de investigaci\u00f3n en el laboratorio de Joyce. \u201cEste estudio sugiere que el amanecer de la evoluci\u00f3n pudo haber sido muy temprano y muy simple. Algo a nivel de mol\u00e9culas individuales podr\u00eda haber sustentado la evoluci\u00f3n darwiniana, y esa podr\u00eda haber sido la chispa que permiti\u00f3 que la vida se volviera m\u00e1s compleja, pasando de mol\u00e9culas a c\u00e9lulas y a organismos multicelulares\u201d.\u201d<\/p>\n

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