Un reciente estudio llevado a cabo por científicos del Scripps Research Institute ha proporcionado nuevos insights sobre el origen del RNA, uno de los bloques fundamentales de la vida. Publicado en la revista Angewandte Chemie, el trabajo aborda cómo la ribosa, un azúcar esencial en la composición del RNA, pudo haber sido seleccionada como el componente preferido en los procesos prebiológicos que llevaron a la formación de moléculas de vida.
La importancia de la ribosa en la química prebiológica
El estudio revela que la ribosa se une al fosfato, otro componente molecular clave del RNA, de manera más rápida y eficiente que otros azúcares. Esta característica podría haber favorecido su inclusión en las primeras moléculas biológicas. Según el profesor Ramanarayanan Krishnamurthy, autor principal del estudio, «esto da credibilidad a la idea de que este tipo de química prebiológica podría haber producido los bloques de construcción del RNA, que luego podrían haber llevado a entidades con propiedades similares a la vida».
Los nucleótidos, que son las unidades básicas del RNA y el DNA, están compuestos por una molécula de azúcar de cinco carbonos (ribosa o desoxirribosa) unida a un grupo fosfato y una base nitrogenada. A través de su investigación, Krishnamurthy y su equipo buscan entender cómo se formaron estas moléculas complejas en la Tierra primitiva, centrándose específicamente en el proceso de fosforilación, que es la etapa en la que la ribosa se conecta al grupo fosfato.
El estudio se basó en investigaciones previas que indicaban que la ribosa podía ser fosforilada cuando se combinaba con una molécula donadora de fosfato llamada diamidofosfato (DAP). En esta nueva investigación, los científicos querían determinar si otros azúcares similares también podían experimentar esta reacción o si existía algo especial en la ribosa.
Los investigadores llevaron a cabo reacciones químicas controladas para investigar la velocidad y efectividad con las que la ribosa se fosforila en comparación con tres azúcares de estructura similar: arabinosa, lioxosa y xilosas. A través de técnicas analíticas como la espectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN), los científicos caracterizaron los productos generados por cada reacción.
Los resultados mostraron que, aunque el DAP podía fosforilar todos los azúcares, lo hacía a una velocidad considerablemente mayor con la ribosa. Además, la reacción con la ribosa resultó exclusivamente en estructuras en forma de anillo de cinco miembros, que son las que se observan en el RNA y el DNA actuales. Krishnamurthy destaca que «esto realmente mostró que hay una diferencia entre la ribosa y los otros azúcares».
Cuando se añadió DAP a una solución que contenía cantidades iguales de los cuatro azúcares, el DAP fosforiló preferentemente la ribosa. Mientras que los otros azúcares se quedaron «atrapados» en un punto intermedio de la reacción, una gran proporción de las moléculas de ribosa se convirtió en una forma que podría reaccionar con una base nucleica para formar un nucleótido. «Lo que obtuvimos fue un 2 en 1: mostramos que la ribosa se fosforila selectivamente de una mezcla de azúcares, y también demostramos que este proceso selectivo produce una molécula en una forma que es propicia para hacer RNA», señala Krishnamurthy.
El equipo advierte que, aunque estas reacciones pueden ocurrir de manera abiótica, esto no implica que sean las reacciones que necesariamente condujeron al surgimiento de la vida. «Estudiar este tipo de quimias nos ayuda a entender qué tipo de procesos podrían haber llevado a las moléculas que constituyen la vida actual, pero no estamos afirmando que esta selección condujo al RNA y al DNA, porque eso es un gran salto», aclara Krishnamurthy.
Las investigaciones futuras se centrarán en probar si esta reacción química puede ocurrir dentro de estructuras celulares primitivas conocidas como «protocélulas». «La próxima pregunta es, ¿puede la ribosa enriquecerse selectivamente dentro de una protocélula, y puede reaccionar aún más para formar nucleótidos dentro de una protocélula?», se pregunta el investigador. «Si conseguimos que esto ocurra, podría generar suficiente tensión para forzar a la protocélula a crecer y dividirse, que es exactamente lo que subyace en cómo nosotros crecemos».
