El ARN: la molécula precursora de la vida

Existen diferentes expresiones y principios acerca de la hipótesis del mundo del ARN, las cuales nos dicen que el ARN fue la primera forma de vida en la tierra, desarrollando una membrana celular a su alrededor y convirtiéndose en la primera célula procariota.

Walter Gilbert. Nobel de Química 1980

Entre los personajes más resaltantes y el que más aporte hizo con su expresión “mundo del ARN “fue el químico norteamericano Walter Gilbert en 1986, según esta hipótesis, el RNA fue el primero que se habría formado, gracias al encadenamiento de nucleótidos, y habría desempeñado, gracias al encadenamiento de nucleótidos, y habría desempeñado, en las células primitivas, el papel de DNA y el de proteínas, debido en particular a que posee una actividad catálica. Luego en las células más evolucionadas el DNA, químicamente más estable que el RNA se habría encargado de la conservación de la información genética, y la actividad catálica se habría trasferido sobre todo a las proteínas.

¿Qué principios o razones sustentan la hipótesis del mundo ARN?

“La química de la tierra prebiótica dio origen a moléculas de ARN auto duplicantes  que habrían iniciado la síntesis de proteínas”

El ARN presenta la adecuada actividad catalítica, o sea si pudieran funcionar como enzimas, ellos serían los polímeros capaces de desempeñar la función de enzimas primitivas y de duplicarse en ausencia de enzimas proteicas. La conclusión lógica era, entonces, que el ARN había aparecido en la Tierra antes que las proteínas.

Thomas Cech, Nobel de Química 1989

En el año de 1980, Thomas Cech de la Universidad de Colorado y Sidney Altman de la Universidad de Yale descubrieron que ciertas moléculas pequeñas de ARN, llamadas RIBOZIMAS, actúan como enzimas que catalizan reacciones celulares, entre ellas, la síntesis de más moléculas de ARN y además almacenar los códigos genéticos.

Estudiando el ARN del organismo unicelular Tetrahymena thermophila, Cech descubrió que las moléculas de ARN en ausencia de proteínas eran capaces de cortarse a sí mismas en piezas y reorganizarse. Este descubrimiento permitió que tan solo en unos años se descubrieran más de cien moléculas de ARN con esta propiedad de enzimas (RIBOZIMAS).

Este descubrimiento de la capacidad catalítica del ARN alteró uno de los principios de las Ciencias Biológicas, al saber, que todas las enzimas eran proteínas. También ha tenido una gran influencia en las teorías sobre el origen de la vida: es probable que las primeras biomoléculas fueran moléculas de ARN, ya que contienen información genética y al mismo tiempo pueden actuar como biocatalizadores.

Las evidencias a favor del ARN resultaban tan contundentes que llevaron en 1986 a Walter Gilbert, de la Universidad de Harvard, a especular sobre la existencia de una fase evolutiva en la que los ambientes acuáticos de nuestro planeta habrían estado poblados por moléculas de ARN con las más variadas secuencias: era el "mundo de los ARN".

Parece inevitable que, en cientos de millones de años los nucleótidos de ARN hayan formado cadenas cortas de ARN, algunas de las cuales se convertirían en ribozimas, que evolucionaron en rapidez y exactitud de replicación.

Debido a los estudios que realizo Walter Gilbert sintetizo la información en lo siguiente:

v  Que el ARN tiene actividad catalítica (Ribozimas).

v  El ARN se puede duplicar.

v  Puede sintetizar proteínas.

Concluyendo así que el RNA tiene todas las funciones de las macromoléculas de los seres vivos, debiendo ser el ancestro.

Sin embargo, la transición al moderno mecanismo de “ADN---ARN---Proteína” debió haber requerido una serie compleja de etapas intermedias.

VENTAJAS:

v  La necesidad de almacenar más información de manera más estable.

v  La necesidad de catalizadores para llevar a cabo reacciones más rápidas y complejas.

“Joyce en el 2002, estima que es factible que la fuente de material genético haya sido todavía más primitiva, existiendo un “mundo pre-ARN”, constituido por polímeros con propiedades especiales, esto debido a que los ladrillos formadores de ARN (ribosa, fosfatos, purinas y pirimidina) hubieran sido difícil de seleccionar entre una cantidad mucho mayor de nucleótidos análogos, por lo tanto el pre-ARN debió ser un tipo molecular más SENCILLO, ESTABLE Y FACIL DE SINTETIZAR”.

LA TEORIA DEL ARN EN EL TIEMPO

v  1968:Francis Crick and Leslie Orgel propose that the first information molecule was RNA. Francis Crick y Leslie Orgel proponen que la molécula de ARN era la primera información.

v  19721972: Harry Noller proposes a role for ribosomal RNA in the translation of messenger RNA into protein.Harry Noller propone un papel para el ARN ribosomal en la traducción del ARN mensajero a proteína.

v  19861986: Walter Gilbert coins the term "RNA World" to describe a time during which RNA was the primary information and catalytic molecule.Walter Gilbert acuña el término "Mundo ARN" para describir un momento en el que el ARN fue la información primaria y la molécula catalítica.
Thomas Cech publishes his discovery of self-splicing (catalytic) RNA, some of the first solid evidence for the RNA World.Thomas Cech publica su descubrimiento de la auto-empalme (catalizadores) de ARN, algunas de la primera evidencia sólida para el mundo de ARN.
Kary Mullis presents the Polymerase Chain Reaction , a procedure that allows rapid copying of DNA and RNA sequences.Kary Mullis presenta la Reacción en Cadena de la Polimerasa, un procedimiento que permite la copia rápida de secuencias de ADN y ARN.

v  19891989: Thomas Cech and Sidney Altman share a Nobel Prize for discovering catalytic RNA.Thomas Cech y Sidney Altman compartir un Premio Nobel por el descubrimiento de ARN catalítico.
Gerald Joyce begins experiments simulating RNA evolution using Polymerase Chain Reaction.Gerald Joyce comienza la simulación de experimentos de la evolución de ARN utilizando la reacción en cadena de polimerasa.
Jack Szostak 's lab presents evidence for self-replicating RNA.Jack Szostak de laboratorio 's presenta evidencia de auto-replicantes de ARN.

v  19921992: Laboratorio de Harry Noller nos presenta evidencia de la participación de ARN Ribosomal en la síntesis de proteínas.

v  1993: Kary Mullis recibe un Premio Nobel de la reacción de polimerasa en cadena.
Gerald Joyce develops test-tube RNA evolution experimental procedures.Gerald Joyce desarrolla en tubos de ensayo de ARN procedimientos experimentales evolución.

v  1994: Mientras trabajaba en el laboratorio de Szostak, Charles Wilson crea moléculas de SRN que puede llevas a cabo una simple reacción celular mejor que la proteína que normalmente se lleva a cabo en las células

CONCLUSIONES

v  El RNA es actualmente el enlace entre los dos, en forma de RNA  mensajero y como constituyente fundamental de los ribosomas, que son las “máquina” que fabrica proteínas.

v  Para validar la hipótesis del “mundo RNA” también se tiene que encontrar un mecanismo posible para duplicar los ácidos nucleídos sin enzimas. El químico norteamericano L.Orgel, pionero de los estudios sobre la replicación in vitro de los ácidos nucleicos, demostró en 1983, que los nucleótidos se unen para formar la hebra complementaria de un ácido nucleico rico en pirimidinas.

v  El conocimiento sobre los inicios del ARN nos permite conocer, estudiar  a la que algunos principios la conocen como el origen de la primera forma vida en la tierra.

v  Nos permite el estudio sobre las propiedades catalizadores que presenta.

 BIBLIOGRAFÍA

v  Doria A, Rocca G. (27/11/2007). "El Cable". Citado el 26 de Agosto de 2011, de "El Cable": Disponible en : http://www.fcen.uba.ar/prensa/cable/2007/pdf/Cable_672.pdf

v  Citado el 24 de Agosto de 2011. Disponible en: http://translate.google.es/translate?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://www.postmodern.com/~jka/rnaworld/rna/rnaworlded.html

v  Cooper GM, Hausman RE. La célula. Marbán; 2008.

Elaborado por:

- Ortiz Chanamé, Casandra & Zambrano Tello, Edith.

Estudiantes de Medicina Humana de la Universidad de San Martín de Porres

Chiclayo - Perú

Lamarck vs Darwin

Mucha fueron las teorías que tratan de explicar la evolución de la vida, muchas de ellas trataron de convencer a la sociedad con algunas pruebas las cuales fueron refutadas al final. A ciencia cierta no vamos a poder saber nunca como fue que se inició la vida y como fue evolucionando porque ninguno de nosotros estuvo allí para presenciarlo. 

Pero esto no evita la creencia de algunas personas sobre las teorías de algunos científicos que alcanzaron algún reconocimiento como lo fueron Jean-Baptiste Lamarck el cuál basó su teoría en la herencia de los caracteres adquiridos y Charles Robert Darwin quien basó su teoría en la selección natural; todo ello con respecto a la evolución y desarrollo de la vida, estas teorías fueron rechazadas en una primera instancia por la sociedad de su época por ser catalogadas como revolucionarias.

 Jean-Baptiste Lamarck – Lamarckismo

Lamarck fue un naturalista francés del siglo XVIII, formuló la primera teoría de la evolución biológica. Lamarck personifico su idea Pre-Darwinista, y también es responsable de la introducción del término “Biología” al medio académico. La teoría de Lamarck se basaba en cuatro observaciones que en un principio fueron rechazados por la sociedad, como todas las teorías revolucionarias de la época.

o   Generación espontánea

o   Tendencia Innata a la perfección

o   Ley de uso de desuso

o   Ley de características adquiridas

En 1809, Lamarck publicó su obra fundamental, “Filosofía zoológica”, y en ella afirma que los seres vivientes poseen una tendencia a desarrollarse y a multiplicar sus órganos y sus formas, dando lugar a que éstos sean cada vez más perfectos.

Todas las especies vegetales y animales procederían de otras especies anteriores menos desarrolladas y más imperfectas. Su teoría podría sintetizarse así: La vida se desarrolla y desenvuelve siempre en un medio determinado, en el que pueden producirse cambios, estos cambios en el medio originan una serie de necesidades en el viviente para adaptarse a las nuevas circunstancias. Estas necesidades determinan el desarrollo o atrofia de órganos ya existentes, o, incluso, la aparición de órganos nuevos.

El principio fundamental de esta teoría sería: "la función crea el órgano y la necesidad la función". Si un órgano se usa con frecuencia, tiende a desarrollarse y a aumentar su capacidad; en cambio, si un órgano no se utiliza, se debilita, se reduce y termina por desaparecer. El órgano que se utiliza se hipertrofia, el órgano que no se utiliza se atrofia.

El cambio del medio o del clima provocaría la modificación de las actividades, convirtiéndose tal modificación en un hábito heredable. Algunos de los cambios o variaciones efectuadas por determinados especímenes se transmiten por herencia a sus descendientes, pudiendo, de esta manera, dar lugar a nuevas especies.

Para ilustrar su teoría, el propio Lamarck propuso algunos ejemplos de variaciones animales, por ej., los topos, que pasan casi toda su vida bajo tierra y sin luz, apenas utilizan el sentido de la vista y, en consecuencia, casi la han perdido debido a que sus ojos son diminutos y están profundamente hundidos. 

Lamarckismo

La jirafa se alimenta del follaje de los árboles, todo su cuerpo "tiende hacia arriba", por lo que se le han alargado el cuello y las patas delanteras. Los patos, las ocas y los animales palmípedos, que tienden a vivir en lugares con abundancia de agua, han desarrollado en las patas una membrana interdigital que les facilita la natación.

El concepto de herencia constituye la clave de la teoría lamarckiana. No basta con que surjan variaciones en los individuos para que se produzcan modificaciones en las especies; es necesario, además, que estas variaciones individuales sean heredadas por sus descendientes. En este sentido, la evolución para este científico posee un carácter finalista, es decir, según él, en el proceso evolutivo van surgiendo cada vez especies mejor dotadas, más desarrolladas, más perfectas.

Sus aportes: Concepto de la organización de los seres vivos, clara división del mundo orgánico e inorgánico, una revolucionaria clasificación de animales de acuerdo a su complejidad.

Charles Robert Darwin – Darwinismo

El británico Charles Darwin fue el primer científico que de una manera explícita defendió la evolución de todas las especies de seres vivos. Con anterioridad. Para Darwin, no cabía la menor duda de que el ser humano se encuentra inmerso en el mismo proceso evolutivo que el resto de los seres naturales.

Darwin publicó en 1859 “El origen de las especies” y, más tarde, en 1871, “El origen del hombre”. En estas obras presentó una teoría completa sobre la evolución, según la cual el conjunto de las especies animales y vegetales actuales procede de otras especies anteriores. La teoría de Darwin no va del medio al viviente, sino del viviente al medio.

No se trata de un proceso de adaptación, sino de selección natural. En “El origen de las especies” se desarrollaban cuatro tesis fundamentales, las dos primeras en concordancia con Lamarck, no así las dos segundas: El mundo no es estático, sino que evoluciona; las especies cambian constantemente, se origina unas y se extinguen otras, el proceso de evolución, en general, es gradual y continuo; no consiste en saltos discontinuos o súbitos, los organismos semejantes están emparentados y descienden de un antepasado común. 

Lamarck, por el contrario, pensaba que cada grupo de organismos representaba una línea evolutiva independiente originada por generación espontánea.

La selección natural: El cambio evolutivo no es el resultado de un impulso misterioso, ni una simple cuestión de azar, sino el resultado de la selección natural, la cual tiene dos fases:

• Producción de la variabilidad: Cada generación posee cantidad de variaciones.
• Selección a través de la supervivencia en la lucha por la existencia.

En una población compuesta por millones de individuos, algunos tendrán dotaciones genéticas mejor adaptadas para hacer frente al conjunto de presiones ecológicas dominantes en su entorno, poseyendo una probabilidad de supervivencia y de procreación mayor que el resto de los miembros. 

De esta manera se determina la dirección del proceso evolutivo. Darwin entiende que las especies y, claro está, los individuos que las constituyen tienen que sostener una auténtica lucha por la existencia. Esta lucha contra el medio, en sus rasgos generales, puede considerarse de tres modos distintos: Como lucha de unos animales contra otros (la de los congéneres machos en época de celo), como lucha por la supervivencia entre animales cazadores y presas. Como lucha de los animales en el medio en el que se desarrolla su vida.

Según Darwin, sobreviven siempre los más aptos. En la lucha entre congéneres machos vencerá el más fuerte, que es el que se emparejará y dejará descendencia; en la lucha entre cazadores y presas vencerá también el mejor dotado para huir o para atacar; si una manada de lobos persigue a unos ciervos, serán cazados los ciervos menos veloces y resistentes por los lobos más fuertes, y los ciervos más ágiles huirán, quedándose sin sustento los lobos viejos, lentos, etc. En cualquier caso, sobreviven siempre los más aptos.

Esta mayor aptitud no es algo que los animales se puedan proponer para adaptarse al medio, tal y como pretendía Lamarck; se trata más bien de lo contrario, los animales que se adaptan son considerados por ello los más aptos. A esto es a lo que Darwin llamó "selección natural". Si el medio es adverso, el ser vivo no puede hacer que sus órganos se adapten a ese medio, simplemente perece. 

El Origen de las Especies - Darwin 1859

Según Darwin, ocurre exactamente al contrario: hay animales que nacen con variaciones morfológicas y funcionales; si estas variaciones son inútiles, si no sirven al ser vivo para adaptarse al medio, el viviente perece; pero si son útiles, permitiéndole adaptarse al medio, entonces sobrevive, produciéndose una selección natural, la cual no actúa de modo consciente o predeterminado, no persigue ningún fin; no es ella la causa, sino el resultado de las variaciones.

Las variaciones útiles son hereditarias por ser variaciones de nacimiento. Aunque Darwin no tenía este punto muy claro, opinaba que tales variaciones estaban relacionadas con las condiciones de vida a las que ha estado sometida la especie durante varias generaciones.

POSICIÓN ACTUAL

Según muchas ciencias geológicas y paleontológicas unas especies provienen de otras y se encuentran siempre en continua evolución. Según esta concepción la mayor parte de los seres vivos provenimos de las formas de vida primitivas que poblaron el planeta hace millones de años.

En la evolución intervienen una gran cantidad de factores que proporcionan que influyen en las diversas características que pueden o no adoptar los seres vivos. Los seres vivos evolucionan según sus necesidades, es decir, lo que buscan es conservar su vida y se para ello tienen que cambiar ya sea de forma física o en su forma de actuar o de alimentarse lo harán; y los que no lo hagan pues simplemente morirán.

IMPORTANCIA

La importancia de la evolución de las especies es que se dieron para que los seres vivos puedan sobrevivir en el habitad en el que estaban, gracias a estas evoluciones pudieron soportar los cambios climáticos, pudieron adecuarse a la cantidad de alimentos que hubieron para poder seguir como especie.

También es importante ya que gracias a las teorías de la evolución y a las hipótesis que hubieron se ha logrado llegar a definir la taxonomía de los seres vivos.

La evolución establece la continuidad hacia niveles superiores dentro de las especies, haciendo evidente la supervivencia y la superioridad dentro del proceso evolutivo.

La evolución es la concepción teórica que unifica y rige todo el campo de la biología, es su teoría central, que le permite tener una identidad y un lenguaje propios. Sin evolución o el cambio heredable de las especies a través del tiempo no hay Biología.

CONCLUSIONES

Evolución es un proceso gradual continuo muy lento, mediante el cual en el genoma de los individuos se activan nuevos genes capaces de darles nuevas formas y funciones a sus órganos o incluso hasta hacerlos desaparecer. Con el simple objetivo de poder adaptarse a su medio.

Existe el fenómeno de la adaptación del medio ambiente para poder sobrevivir  y la herencia de los caracteres adquiridos.

A pesar de las varias hipótesis de la evolución que han surgido a Lamarck  y Darwin les corresponde el merito de haber creado las primera teoría más  completa y coherente de la evolución.

La biología se dio gracias a la evolución ya que esta estudia a los seres vivos, su medio ambiente, las modificaciones que se dieron para que los seres vivos puedan adaptarse y sobrevivir.

Elaborado por:

- Vera, Richard, Chafloque, Josselin & Torres, Alex.

Estudiantes de Medicina Humana de la Universidad de San Martín de Porres

Chiclayo - Perú

La atmósfera primitiva: El primer Protobionte

Cuando hablamos de tierra primitiva debemos tener en cuenta las condiciones existentes que hubo Aquellas épocas, no son las mismas que las actuales. Pero ante todas las condiciones en que se encontraba la tierra primitiva durante sus inicios, es un poco incierto ya que no ha quedado señales en su registro geológico. Tampoco se tiene una evidencia directa de la composición de la atmosfera primitiva. 

Esta teoría está relacionada con el origen químico de la vida (biogénesis) propuesta por bioquímico ruso  Oparin, que la tierra estuvo condicionada a la existencia de las primeras formas de vida. Pero ¿Cómo se pudo crear vida a partir de materia no viva? ¿Qué factores influyeron el  surgimiento de las primeras formas de vida?

Las condiciones primitivas de la Tierra

Las condiciones iniciales en la Tierra habrían sido inhóspitas para casi todos los seres vivos de la actualidad. La atmósfera altamente reductora carecía de oxígeno. La erupción de volcanes y el consecuente desprendimiento de gases contribuyeron a la formación de la atmósfera. Violentas tormentas eléctricas produjeron lluvias torrenciales que erosionaron la superficie de la Tierra.

La formación de la Tierra y de todo el sistema solar está relacionada con la formación del Universo. Se cree que la distribución no siempre ha sido la que se conoce actualmente. Hace 10.000 o 20.000 millones de años, el Universo era una masa densa y compacta que explotó (el Big Bang), dispersando en el espacio polvos, residuos y gases. A partir de entonces, aún se expande de modo que se encuentra en expansión constante.

Al enfriarse tales materiales, se formaron átomos de diferentes elementos, ante todo helio e hidrógeno. La disminución de la temperatura y la compresión de la materia dieron lugar a la formación de estrellas y planetas.

El sol de nuestro sistema es una estrella de segunda o tercera generación, formada hace cinco mil o 10 mil millones de años. Las fuerzas gravitacionales que actuaban sobre la materia solar provocaron la compresión de ésta, la cual dio lugar a gran cantidad de calor. Este indujo la formación de elementos distintos al helio y al hidrógeno. Parte de este material fue expulsado del sol y, uniéndose a restos, polvos y gases que lo rodeaban, formó los planetas.

De acuerdo a los astrofísicos y geólogos, la Tierra tiene una edad de 4600 millones de años de antigüedad. La materia que la conforma se compactó como resultado de la acción de fuerzas gravitatorias; los elementos más pesados, como níquel y hierro, formaron el núcleo central; los elementos de peso medio formaron el manto, y los ligeros quedaron cerca de la superficie.

 La primera atmósfera, compuesta en gran parte por los elementos más ligeros, helio e hidrógeno, se perdió debido a que las fuerzas gravitacionales de la Tierra no fueron capaces de retenerla.

Se piensa que al inicio, la temperatura de la Tierra era baja, pero al continuar la compactación gravitacional se produjo calor. Este aumentó en respuesta a la energía de la desintegración radiactiva. El calor se liberó en manantiales térmicos o volcanes, que a su vez produjeron gases, los cuales formaron la segunda atmósfera en el inicio de la Tierra. 

La atmósfera era reducida, con poco oxigeno libre o sin él. Los gases producidos incluían dióxido de carbono (CO₂), monóxido de carbono (CO), vapor de agua (H₂0), hidrógeno (H₂) y nitrógeno (N₂). Probablemente esta atmósfera contenía también un poco de amoniaco (NH₃), sulfuro de hidrógeno (H₂S) y metano (CH₄), aunque estas moléculas reducidas bien pudieron haberse degradado por la radiación ultravioleta del sol. Es probable que la atmósfera primitiva contuviera poco o nada de oxígeno libre (O₂).

Con el enfriamiento gradual de la Tierra, el vapor de agua se condensó, produciendo lluvias torrenciales que formaron océanos. Además, estas lluvias erosionaron la superficie de la Tierra, agregando minerales a los océanos, haciéndolos "salados".

Hay cuatro requisitos de la evolución química. Primero, la vida sólo podía evolucionar en ausencia de oxígeno libre. Como tal elemento es muy reactivo, su presencia en la atmósfera habría producido la degradación de las moléculas orgánicas necesarias en el origen de la vida. Sin embargo, la atmósfera de la Tierra tenía gran capacidad de reducción, por lo que el oxígeno libre habría formado óxidos con otros elementos. 

Un segundo requerimiento para el origen de la vida debió ser la energía. La Tierra era un lugar con gran cantidad de energía, tormentas violentas, volcanes e intensa radiación, incluso la radiación ultravioleta del sol (figuras 2a y 2b). Probablemente "aquel" sol producía más radiación ultravioleta que el actual, y la Tierra no poseía una capa protectora de ozono para bloquear esta radiación.

Tercero, los elementos químicos que constituyen las piezas necesarias para la evolución química debían estar presentes. Estos elementos incluyen agua, minerales inorgánicos disueltos (presentes en forma de iones) y gases presentes en la atmósfera; como último requisito, tiempo. 

Tiempo para que las moléculas pudieran acumularse y reaccionar entre sí. La edad de la Tierra proporciona el tiempo necesario para la evolución química. La Tierra tiene unos 4600 millones de años, y se cuenta con pruebas geológicas que hacen pensar en la aparición de formas simples de vida, hace 3500 millones de años.

Las moléculas orgánicas a partir de moléculas inorgánicas

Es necesario considerar el origen de las moléculas orgánicas debido a que constituyen la materia prima de la formación de los seres vivos. El concepto de formación espontánea de moléculas orgánicas simples, como azúcares, nucleótidos y aminoácidos, a partir de materia no viva, se propuso en 1920 por dos científicos que trabajaron de modo independiente: Oparin, un bioquímico ruso, y Haldane, un genetista escocés. 

Su hipótesis fue puesta a prueba en 1950 por Urey y Miller, quienes diseñaron un aparato que simulaba las condiciones que se cree prevalecían en el inicio de la Tierra (figuras 3 y 4). La atmósfera con que iniciaron sus experimentos era rica en H₂, CH₄, H₂0 y NH₃. Los científicos expusieron esta atmósfera a una descarga eléctrica que simulaba la luz y la actividad eléctrica de la atmósfera. 

El análisis de los elementos químicos producidos en una semana reveló la síntesis de aminoácidos y otras moléculas orgánicas. En la actualidad, se piensa que la atmósfera, en su fase inicial, no contenía gran cantidad de metano (CH₄) ni amoniaco (NH₃). Sin embargo, otros experimentos similares, en los que se utilizó diferentes combinaciones de gases, produjeron una variedad de moléculas orgánicas, incluso bases de nucleótidos de ARN y ADN.

Oparin supuso que las moléculas orgánicas se acumularon durante algún tiempo, en mares poco profundos, en forma de un "mar de sopa orgánica”. Este investigador consideró que en tales circunstancias, las moléculas orgánicas más grandes (polímeros) se formarían por la unión de moléculas más pequeñas (monómeros). 

Con base en los datos acumulados desde entonces, casi todos los científicos consideran que la polimerización necesaria para la formación de proteínas, ácidos nucleicos y otras moléculas orgánicas no pudo haber ocurrido en esas circunstancias. 

Muchas reacciones de polimerización involucran una síntesis por deshidratación, en la que dos moléculas se unen por la eliminación de agua y es poco probable que una reacción en la que se produce agua ocurra en el agua, en ausencia de las enzimas necesarias. 

Además, tampoco es posible que los monómeros orgánicos en el océano hayan alcanzado niveles, o cantidades lo suficientemente elevados como para estimular su polimerización.

Es más probable que los polímeros orgánicos se hayan sintetizado y acumulado en rocas o en superficies de arcilla. La arcilla es un sitio favorable para la polimerización porque contiene iones de hierro y zinc, que pueden actuar como catalizadores. Además, la arcilla enlaza las formas exactas de azúcares y aminoácidos encontrados en los organismos vivos. También pueden presentarse otros aminoácidos y azúcares, pero éstos no se unen a la arcilla.

Los primeros Protobiontes

A partir de los componentes de esta atmósfera se crearon las primeras moléculas orgánicas: los aminoácidos (elementos constituyentes de las proteínas), la purina, la pirimidina, el azúcar (elementos constituyentes de los ácidos nucleicos) y los lípidos (elementos constituyentes de las membranas celulares). 

Micrografía de células fósiles de tipo bacteriano, descubiertas en un depósito de 

cuarzo negro en Australia. Su data es de 3500 m. de años.

Para que la primera fase de la aparición de la vida pudiera ocurrir, se requiere: una o varias fuentes de energía, una concentración local de macromoléculas orgánicas y efectos catalíticos para acelerar y dirigir el proceso.

Antes de que surgiera la primera célula, debieron de producirse cuatro etapas:

·         Formación de moléculas de ARN capaces de dirigir su propia síntesis, es decir, autocopiativas.

·         Desarrollo de mecanismos por los que el ARN pudiera dirigir la síntesis de proteínas.

·         Formación de una membrana lipídica y su ensamblaje para poder rodear a la mezcla autorreplicante de ARN y proteínas.

·         En una fase posterior del proceso evolutivo el ADN pasó a ocupar el puesto del ARN como material genético.

Los compuestos orgánicos abiógenos (formados sin vida como condición previa) se unieron para dar lugar a las primeras unidades vivas: los protobiontes.

Los protobiontes se desintegraban muy rápidamente a causa de influencias mecánicas. Es probable que los primeros protobiontes solo crecieran, ya que las sustancias determinadas en su interior eran sintetizadas cada vez en cantidades mayores. Una vez llenas de dichas materias explotaban.

Por evolución de protobiontes surgen los Eubiontes = verdaderas células (por tanto, con vida) capaces de crecer al tomar sustancias del medio y de fragmentarse al alcanzar un tamaño determinado.

Los protobiontes siguieron creándose pero no podían reproducirse de modo regularizado. Los primeros eobiontes con metabolismo y mecanismos de crecimiento y automultiplicación funcionales, se alimentaba de los protobiontes. Allí donde los protobiontes y moléculas orgánicas libres empezaban a escasear, aparecía la competencia por dichos recursos entre los eobiontes. 

Los eobiontes evolucionaron, dividiéndose en dos vías de alimentación. Una de ella desarrollo un sistema efectivo de ingestión de partículas orgánicas por fagocitosis. De este grupo resultaron posteriormente los organismos multicelulares.

El estudio de los protobiontes es útil para reconocer que las “pre-células” pueden presentar algunas propiedades de los seres vivos, Sin embargo, fue necesario un salto mayor para pasar de los agregados moleculares, como los protobiontes, a las células vivas. Los datos obtenidos de los registros fosiliferos muestran que las primeras células prosperaron hace 3500 millones de años. Sin duda alguna, las primeras células que evolucionaron fueron las procarióticas.

Podría decirse que el origen de las células a partir de macromoléculas fue un gran avance en el origen de la vida. Quizá no haya sido un gran avance, sino una serie de pequeños avances. Dos etapas cruciales de dicho proceso fueron el origen de la reproducción molecular y del metabolismo.

CONCLUSIONES

·        Resulta muy interesante de como  la tierra primitiva ha ido cambiando por millones de años, hasta encontrarnos con la actual y como se crearon las primeras formas de vida.

·    El experimento probado por Miller con la teoría del origen químico de la vida (biogénesis) tuvo resultados estupendos ya que pudo sintetizar algunos ácidos nucleicos en solo unos días y además así probar la teoría de Oparin.

·         Para que la primera fase de la aparición de la vida pudiera ocurrir, se requirió de varias fuentes de energía, una concentración local de macromoléculas orgánicas y efectos catalíticos para acelerar y dirigir el proceso.

·     El estudio de los protobiontes es útil para reconocer que las “pre-células” pueden presentar algunas propiedades de los seres vivos. Sin embargo, fue necesario un salto mayor para pasar de los agregados moleculares, como los protobiontes, a las células vivas.

·       Podría decirse que el origen de las células a partir de macromoléculas fue un gran avance en el origen de la vida. Quizá no haya sido un gran avance, sino una serie de pequeños avances. Dos etapas cruciales de dicho proceso fueron el origen de la reproducción molecular y del metabolismo.

REFERENCIAS LINKOGRÁFICAS

·         “Introducción al origen de la vida”.

http://oswaldoparra.files.wordpress.com/2007/05/vida1.pdf

·         “Origen y Evolución de los Seres Vivos”.

http://www.e-mas.co.cl/categorias/biologia/evoluc.htm

·         “La vida en la Tierra primitiva no era tan mala”.

http://blogzardoz.blogspot.com/2009/05/la-vida-en-la-tierra-primitiva-no-era.html

·         “la tierra primitiva”

http://lasinvestigadoras5.blogspot.com/2010/11/las-condiciones-de-vida-en-esa-epoca.html

·         “El origen del universo y de la vida”.

http://amesweb.tripod.com/ccmc01.pdf

Elaborado por:

- Fernández La Torre, Camila & Miñano Mendoza, Edward.

Estudiantes de Medicina Humana de la Universidad de San Martín de Porres

Chiclayo - Perú