Novetats sobre l’origen de la vida

L’origen de la vida és un dels grans temes pendents de la biologia. La Terra existeix des de fa uns quatre mil cinc-cents milions d’anys i sabem que ja hi havia formes de vida fa tres mil set-cents milions d’anys. En poc menys de mil milions d’anys va sorgir la vida i la pregunta és, com va anar això?

La idea general és que inicialment, reaccions químiques “senzilles” van anar generant molècules més i més complexes fins que algunes van començar a mostrar capacitat per fer còpies de si mateixes. A partir d’aquest moment, hi hauria errors a les còpies de manera que algunes serien més eficients i tindrien més èxit mentre que altres no funcionarien tant bé i desapareixerien. Simple selecció natural a nivell molecular.

La clau era trobar les molècules que poguessin fer copies de sí mateixes. El DNA no podia ser ja que necessita proteïnes per copiar-se. Les proteïnes no fan copies de sí mateixes. Els lípids eren necessaris per generar membranes però tampoc catalitzen reaccions ni s’autocopien. Però quedava el RNA.

El RNA ha sigut durant molt temps com el germà pobre del DNA. Es considerava que servia per fer còpies del DNA i transportar-les del nucli al citoplasma, però poca cosa més. La cosa, però, va canviar quan es van descobrir els ribozims (per RNA i enzims), molècules de RNA que tenien la capacitat de controlar reaccions químiques. Això era un gran pas ja que es pensava que la capacitat d’actuar com enzims estava restringit a les proteïnes.

De seguida es va especular amb la possibilitat que el RNA fos la molècula inicial que va començar a fer copies de sí mateixa. El RNA està fet per una llarga seqüència de quatre molècules diferent unides consecutivament i l’ordre en que s’uneixin permet emmagatzemar informació. El cas és que en una sola molècula de RNA hi havia les dues característiques requerides. Podia transportar informació i podia actuar com un enzim catalitzant reaccions. D’aquí va sorgir la hipòtesi del “món de RNA”. Un món on la química pre-biòtica estaria dominada pel RNA i que posteriorment va ser substituït per l’actual món de DNA.

El problema era entendre com s’havien generat els blocs que formen el RNA. Les bases nitrogenades adenina, citosina, timina i uracil amb les que començar a generar les llargues molècules de RNA. Un primer pas el van fer fa uns anys quan van demostrar que en determinades condicions, que es podien donar a la Terra primitiva, es podien fabricar a partir de coses més senzilles, com el cianoacetilè i el glicolaldehid o el gliceraldehid, junt amb una mica de fosfat inorgànic.

Anàvem ben encaminats, però fins i tot aquests compostos eren relativament complexos i requerien una explicació. Sempre cal anar una mica més enllà i sembla que ara han tornat a fer un pas important. Acaben de descriure com es poden generar els elements bàsic per fabricar proteïnes, lípids i RNA (això és aminoàcids, glicerol fosfat i bases nitrogenades) a partir, simplement, d’àcid sulfhídric, àcid cianhídric i llum ultraviolada. És el que han anomenat “protometabolisme cianosulfídic” (maca la parauleta!). En realitat, Joan Oró ja havia demostrat fa anys que l’adenina es podia fer a partir de cianhídric. La diferència és que aquesta vegada han multiplicat el nombre de compostos que es poden generar fins tenir tots els necessaris per la vida.

El material de partida difícilment pot ser més simple i sabem que està present en cometes i meteorits que van impactar durant molt temps a la Terra. Que les molècules amb que es va formar la vida vinguessin de l’espai agradarà als amants de la teoria de la panspèrmia, encara que sigui en la versió química i no biològica del terme.

En realitat les reaccions que generen aquests compostos no poden haver passat totes al mateix lloc. Les condicions per formar aminoàcids, per exemple, són diferents de les necessàries per generar lípids o nucleòtids. Però aquest és un problema menor. Les peces bàsiques de la vida es devien formar en diferents indrets i la pluja o el vent els podien portar fàcilment fins llacunes on es trobarien totes i les combinacions podien començar.

No ho havia pressa ja que tenien mil milions d’anys per anar fent intents.

Vol dir això que ja hem resolt el misteri de l’origen de la vida? Doncs encara no, però el que ja sembla clar és que un origen basat en reaccions químiques simples a partir de materials purament geològics permet imaginar un escenari totalment plausible. No és el mateix sospitar que podria haver passat que saber que podria haver passat.

En tot cas, en el camp de la biologia començaran a haver-hi discussions apassionats en poc temps.

7 comentaris

  • Joel Pascual

    22/03/2015 20:27

    Felicitats per l’article!
    Els meus alumnes de 4t d’ESO estan preparats per entendre’t. Crec que ho has fet genial!
    Com ha canviat la cosa des que en Carl Sagan ho explicava tan bé a Cosmos…
    Com és que no gires les inicials dels acrònims? Aquí sempre n’havíem dit ADN i ARN. Suposo que sempre llegeixes en anglès, no?

  • Daniel

    18/03/2015 13:12

    Pons. De vegades cal embolicar la troca. I si el tema és fascinant pels biòlegs, doncs ja no m’hi resisteixo :-)

    Ignasi. El tema de l’origen de la vida sempre es un bon punt de partida per recuperar els temes que tenim oblidats.

    David. Uf! Sí. Avui era complex. El RNA podria haver fet el paper que actualment fa el DNA, es a dir guardar la informació. I també pot fer el paper dels enzims, és a dir, controlar reaccions químiques. El RNA antic estava fet per les mateixes bases que actualment (no eren més senzilles), i ara han descobert com es poden fabricar amb elements senzills com el cianhidric CHN i el sulhídric SH. Junt amb una mica de fosfor inorgànica i llum UV ja pot aparèixer les bases nitrogenades. I el RNA només és fa a base d’anar empalmant bases d’aquestes. Una reacció que pot fer ell mateix.

  • David BC

    18/03/2015 11:57

    Avui l’artícle és de nota! No ho entenc gaire.
    Dius que l’RNA faria una funció equivalent al DNA, però que en lloc de proteines serien ribozims. També que l’RNA primitiu podria estar format per bases més senzilles que les actuals. Llavors, el que ara s’ha aconseguit veure és que aquestes es poden generar a partir d’àcid sulfhídric, àcid cianídric i llum ultraiolada. Una cosa així, no?: que unes reaccions químiques van dur a l’aparició d’un RNA primitiu.

  • ignasi oliveras

    18/03/2015 10:44

    Fa massa temps que no reviso els meus coneixements de biologia molecular i el teu article m’ha semblat molt estimulant per començar a posar-me al dia de nou. Gràcies, Dani!

  • Pons

    18/03/2015 10:02

    ui l’article d’avui es dens i jo sense haver-me pres el cafè encara >_<

    Em quedo amb la idea de que gràcies a substàncies químiques inorgàniques amb noms molt estranys ets pot acabar generant vida.

  • Daniel

    18/03/2015 9:42

    Correcte.
    I la idea de fer servir el protometabolisme cianosulfídic per segons què em sembla genial!

  • Carquinyol

    18/03/2015 9:29

    Reconec que avui m’ha costat molt entendre el que comentes… crec que bens a dir, més o menys, que s’ha fet un pas més en demostrar que a partir de petites peces inorgàniques de Lego existents a la primitiva Terra i de condicions ambientals s’ha pogut desenvolupar construccios de peces més grans que són les bases de la quimica orgànica amb mecanisme d’autoreplicació.. és això més o menys ?

    Per cert, el dia que em cansi del whatsapp RadioMami de les mamis i papis del cole els hi posaré alguna cosa estil “protometabolisme cianosulfídic” i de ben segur que a partir d’aquell dia em deixen tranquil per friki :P