QT45: la diminuta molécula de ARN que abre una nueva pista sobre el origen de la vida

Investigadores británicos han caracterizado a la pequeña ribozima QT45, demostrando que es capaz de sintetizar su hebra complementaria y recrear una copia de sí misma, en condiciones que imitan ambientes primitivos. El descubrimiento refuerza la hipótesis de replicadores de ARN espontáneos como el posible origen de la vida en la Tierra primitiva.

Una pequeña molécula de ARN llamada QT45 podría ser la clave para comprender cómo el ARN generó las reacciones químicas necesarias en los orígenes de la Tierra, para que pudieran desarrollarse las primeras células vivas en un planeta hasta ese momento inerte.

El equipo de científicos del Laboratorio de Biología Molecular (LMB) del MRC, en Cambridge, en el Reino Unido, ha anunciado el hallazgo de una molécula de ARN que demuestra capacidad para sintetizar tanto su cadena complementaria como una copia de sí misma. El estudio, publicado en la revista Science, reabre el debate sobre la hipótesis del mundo ARN y acerca a los científicos a entender cómo pudo empezar la vida en la Tierra.

Moléculas pequeñas refuerzan el mundo ARN

La molécula QT45 tiene apenas 45 nucleótidos y se identificó tras explorar una gran cantidad de bibliotecas de secuencias aleatorias. Los investigadores sometieron esos fragmentos a ciclos de selección molecular, buscando actividad como polímeros capaces de construir nuevas cadenas de ARN: QT45 destacó como uno de los candidatos más fuertes.

En condiciones que imitan los ambientes helados y salinos de la Tierra primitiva, la pequeña molécula pudo ensamblar una hebra complementaria y, a partir de esa hebra, recrear una copia de sí misma. Aunque los rendimientos experimentales son mínimos, los hallazgos sugieren que funciones complejas pueden estar al alcance de diminutos fragmentos de ARN, según informa Phys.org.

El descubrimiento elimina una limitación habitual en la hipótesis del mundo ARN: la aparente necesidad de ribozimas grandes y complejas para replicarse. Si fragmentos como QT45 pueden copiar y ser copiados, la probabilidad de que moléculas autoreplicantes surgieran espontáneamente en el "caldo primordial" de los ambientes hidrotermales de la Tierra primitiva aumenta considerablemente.

ARN, autocopias y el camino hacia la vida compleja

Esto hace cada vez más plausibles escenarios en los cuales la vida comienza a partir de cadenas de ARN autocontenidas. Los autores utilizaron estrategias de selección in vitro y experimentos con sustratos que emulan condiciones químicas similares a las existentes en los inicios de la Tierra.

Sin embargo, algunos científicos recuerdan que las condiciones de laboratorio están muy controladas y difieren de muchos escenarios naturales. Aun así, la acumulación de evidencia, desde ensayos en hielo hasta análisis de la abundancia de secuencias activas, sugiere que la aparición de replicadores de ARN podría no ser un evento extraordinario o improbable en la Tierra primitiva.

Además de una posible explicación para el origen de la vida, el descubrimiento abre caminos para la bioingeniería: motivos cortos y versátiles como QT45 podrían servir como andamiaje para nuevas herramientas sintéticas y para estudiar la transición hacia sistemas basados en proteínas y ADN. El desafío ahora es reproducir y entender estos procesos en condiciones más diversas y explorar si variantes aún más cortas pueden alcanzar la capacidad de autoreplicarse.