¿Cuál es la mejor manera de explicar la hipótesis del Mundo del ARN? apareció originalmente en Quora: el lugar para adquirir y compartir conocimientos, capacitando a las personas para aprender de los demás y comprender mejor el mundo.
Respuesta de Drew Smith, Studyed catalytic RNA and developed aptamers for therapeutics and diagnostic applications, en Quora:
La hipótesis del Mundo del ARN resuelve el enigma del huevo y la gallina que plantea la estructura del crecimiento compartida por todos los organismos vivos. El ADN codifica el ARN, que dirige la síntesis de las proteínas. Las proteínas realizan el trabajo bioquímico de captación de energía. Esta energía se dirige a la síntesis de nuevas copias de ADN, lo que resulta en el crecimiento de nuevas células y organismos.
Las proteínas requieren del ADN para almacenar información, pero el ADN también requiere de las proteínas para realizar el trabajo bioquímico. Ni el ADN ni las proteínas pueden sustentar la vida por sí solos. Es un sistema complejo, demasiado complejo para haber aparecido espontáneamente en el origen de la vida. Algo más simple debió precederlo.
El descubrimiento de Tom Cech y Art Zaug de que el ARN podía hacer trabajo bioquímico , además de su conocida capacidad de almacenar información, fue una revelación electrizante. El ARN podía ser a la vez un huevo y una gallina. El origen de los sistemas autorreplicantes se convirtió en un problema científico abordable, no en un misterio embarazoso.
Las propiedades catalíticas del ARN se sumaron a otras varias pistas sobre la vida primitiva:
- El ARN es fundamental en el proceso de síntesis de proteínas. De hecho, el ribosoma, el lugar de la síntesis de proteínas, está formado en su mayor parte por ARN y es la porción de ARN la que une los aminoácidos para formar las proteínas.
- Los nucleótidos similares al ARN siguen estando presentes en las enzimas que catalizan muchas reacciones bioquímicas fundamentales , lo que sugiere que las enzimas proteicas tomaron gradualmente el relevo de las enzimas de ARN.
- Los bloques de construcción del ADN están hechos de precursores del ARN, lo que indica que el ARN precedió al ADN.
Pero los intentos de crear mundos de ARN autorreplicantes en condiciones plausibles de la Tierra primitiva han fracasado prácticamente. El problema fundamental es que el ARN no es muy estable en el agua. Requiere un aporte constante de energía para que las tasas de síntesis superen a las de degradación.
Nick Lane utilizó esta observación (junto con muchas otras) para postular que el Mundo de ARN era una etapa intermedia de la evolución biótica. Propone que una forma primitiva de metabolismo energético apareció en los respiraderos hidrotermales alcalinos. Los precursores del ARN capturaron esta energía e iniciaron el proceso de evolución darwiniana que dio lugar a la vida tal y como la conocemos hoy. He escrito un poco más sobre esto aquí: La respuesta de Drew Smith a ¿Qué hipótesis tiene más pruebas sobre el origen de la vida? ¿El metabolismo o la auto-replicación de ARN?
El mundo del ARN probablemente no estaba en el origen de la vida. Pero es casi seguro que existió, y fue un paso crítico en el arranque de la evolución darwiniana y, por tanto, en la aparición de formas de vida complejas. Es posible que la vida pudiera haber evolucionado sin la existencia de moléculas autocodificadoras y autorreplicantes, pero es posible que no hubiera avanzado ni de lejos ni tan rápido, y bien podría haber fracasado por completo.
Notas a pie de página
ARN autoempalmante: autoexcisión y autociclización de la secuencia interviniente del ARN ribosomal de Tetrahymena.
Biología estructural. El ribosoma es una ribozima.
El metabolismo moderno como palimpsesto del mundo del ARN.
Este libro de biología me dejó boquiabierto
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