Descubren cómo se crearon las primeras membranas celulares y permitieron la vida
CIENCIAS DE LA VIDA.
Uno de los enigmas científicos más importantes para el ser humano es el origen de la vida en la Tierra.
Hay muchas preguntas pendientes de respuesta en torno a ese hecho extraordinario. Entre ellas: ¿Cómo surgieron las primeras células vivas? ¿Cómo desarrollaron las primeras protocélulas las membranas estructurales necesarias para que las células prosperaran y se agruparan en organismos complejos?.
Un momento del proceso de formación de estructuras definibles como vesículas, desencadenado durante uno de los experimentos. Imagen: Neal Devaraj lab / UC San Diego
La respuesta definitiva a una de esas preguntas puede que haya sido encontrada en un nuevo estudio, a cargo de un equipo integrado, entre otros, por Christy Cho y Neal Devaraj, ambos de la Universidad de California en San Diego, Estados Unidos.
La vida tal como la entendemos en la Tierra requiere membranas lipídicas, la estructura celular que alberga en su interior, protegiéndola del exterior, la maquinaria de la célula. Los lípidos están formados por largas cadenas de ácidos grasos, pero antes de la existencia de vida compleja, ¿cómo se formaron estas primeras membranas celulares a partir de las moléculas simples presentes en la Tierra hace miles de millones de años?
Se cree que las moléculas simples de cadenas grasas cortas de menos de 10 enlaces carbono-carbono (las cadenas grasas complejas pueden tener casi el doble de enlaces) abundaban en la Tierra primitiva. Sin embargo, las moléculas con cadenas más largas son necesarias para formar vesículas, los compartimentos que albergan la compleja maquinaria de una célula.
Aunque algunas moléculas grasas sencillas podrían formar compartimentos lipídicos por sí solas, se necesitarían en concentraciones muy elevadas que probablemente no existían en la Tierra prebiótica, una época en la que las condiciones de la Tierra quizá ya eran aptas para la vida, pero aún no existía ningún ser vivo.
El equipo ha encontrado una explicación plausible que implica la reacción entre dos moléculas simples.
Los autores del estudio realizaron una serie de experimentos con dos moléculas sencillas: un aminoácido llamado cisteína y un tioéster de colina de cadena corta, similar a las moléculas que intervienen en la formación y degradación bioquímicas de los ácidos grasos.
Los investigadores utilizaron vidrio de sílice como catalizador mineral debido a que hay atracción entre la sílice, cargada negativamente, y el tioéster, cargado positivamente.
En la superficie de sílice, la cisteína y el tioéster reaccionaron espontáneamente para formar lípidos, generando vesículas de membrana similares a protocélulas y lo bastante estables como para sostener reacciones bioquímicas. Esto ocurrió a concentraciones inferiores a las que se necesitarían en ausencia del catalizador.
El estudio se titula “Protocells by spontaneous reaction of cysteine with short-chain thioesters”. Y se ha publicado en la revista académica Nature Chemistry.
Por: Redacción.
Sitio Fuente: NCYT de Amazings