Un solo proceso para la forma en que un grupo de moléculas llamadas nucleótidos fueron hechas en la tierra primitiva, antes de que comenzara la vida, ha sido sugerido por un equipo de investigadores liderados por UCL.
Este es un gráfico computarizado de una molécula de ARN. Crédito: Richard Feldmann / Wikipedia
Los nucleótidos son esenciales para toda la vida en la tierra, ya que forman los bloques de construcción de ADN o ARN, y entender cómo se hicieron por primera vez es un desafío de larga data que debe resolverse para dilucidar los orígenes de la vida.
En un estudio, publicado hoy en Nature Communications y financiado por el Consejo de investigación de ingeniería y de las ciencias físicas, la Fundación Simons y el desafío de los orígenes de la vida, los investigadores de la UCL, la Universidad de Harvard y el hospital general de Massachusetts sugieren un mecanismo químico único por el cual ambas clases de nucleótidos — purinas y pirimidinas — podrían haberse formado juntas.
Antes de ahora, los científicos pensaban que las dos clases de nucleótidos debían haber sido hechos por separado y bajo condiciones mutuamente incompatibles. Este estudio es el primero en demostrar que tanto las purinas como las pirimidinas se pueden formar a partir de una molécula precursora común que existía antes de que la vida comenzara.
"Proporcionamos una nueva perspectiva en cómo las moléculas originales del ARN fueron hechas y sugieren una solución química simple para entregar los nucleótidos de la purina y de la pirimidina en los orígenes de la vida," explicó el autor correspondiente, Dr Matthew Powner (química de UCL).
"El ARN es la piedra angular de toda la vida en la tierra y probablemente llevó la primera información al principio de la vida, pero hacer ARN requiere que los nucleótidos de purina y pirimidina estén simultáneamente disponibles." "Una solución a este problema ha permanecido esquiva por más de 50 años".
El equipo demostró cómo los nucleótidos de las purinas y de la pirimidina pueden ser montados ambos en el mismo andamio del azúcar para formar las moléculas llamadas ribonucleótidos que se utilizan para construir el ARN.
Los nucleótidos de la purina y de la pirimidina se utilizan para crear el ADN y el ARN. Los nucleótidos de purina y pirimidina se unen entre sí mediante interacciones moleculares específicas que proporcionan un mecanismo para copiar y transferir información a nivel molecular, que es esencial para la genética, la replicación y la evolución. Por lo tanto, entender los orígenes de los nucleótidos es considerado clave para entender los orígenes de la vida misma.
El equipo descubrió que las moléculas, llamadas 8-oxo-adenosina y 8-oxo-inosina, que son ribonucleótidos de la purina, se pueden formar bajo mismas condiciones químicas que los ribonucleótidos de pirimidina natural. También encontraron que un precursor químico puede producir de forma divergente ribonucleótidos de purina y de pirimidina.
"El mecanismo que hemos divulgado da a ambas clases de molécula la misma estereoquímica que se encuentra universalmente en el andamiaje de ácidos nucleicos biológicos," sugiriendo que los 8-oxo-purina ribonucleótidos pudieron haber jugado un papel dominante en los ácidos nucleicos primordiales, "dijo el Dr. Shaun Stairs (química de UCL), primer autor del estudio.
El equipo ahora planea seguir investigando los mecanismos que usan 8-oxo-purinas para transferir información, lo que podría ayudar a los científicos a comprender mejor los primeros sistemas de transferencia de información de la vida.
Los nucleótidos son esenciales para toda la vida en la tierra, ya que forman los bloques de construcción de ADN o ARN, y entender cómo se hicieron por primera vez es un desafío de larga data que debe resolverse para dilucidar los orígenes de la vida.
En un estudio, publicado hoy en Nature Communications y financiado por el Consejo de investigación de ingeniería y de las ciencias físicas, la Fundación Simons y el desafío de los orígenes de la vida, los investigadores de la UCL, la Universidad de Harvard y el hospital general de Massachusetts sugieren un mecanismo químico único por el cual ambas clases de nucleótidos — purinas y pirimidinas — podrían haberse formado juntas.
Antes de ahora, los científicos pensaban que las dos clases de nucleótidos debían haber sido hechos por separado y bajo condiciones mutuamente incompatibles. Este estudio es el primero en demostrar que tanto las purinas como las pirimidinas se pueden formar a partir de una molécula precursora común que existía antes de que la vida comenzara.
"Proporcionamos una nueva perspectiva en cómo las moléculas originales del ARN fueron hechas y sugieren una solución química simple para entregar los nucleótidos de la purina y de la pirimidina en los orígenes de la vida," explicó el autor correspondiente, Dr Matthew Powner (química de UCL).
"El ARN es la piedra angular de toda la vida en la tierra y probablemente llevó la primera información al principio de la vida, pero hacer ARN requiere que los nucleótidos de purina y pirimidina estén simultáneamente disponibles." "Una solución a este problema ha permanecido esquiva por más de 50 años".
El equipo demostró cómo los nucleótidos de las purinas y de la pirimidina pueden ser montados ambos en el mismo andamio del azúcar para formar las moléculas llamadas ribonucleótidos que se utilizan para construir el ARN.
Los nucleótidos de la purina y de la pirimidina se utilizan para crear el ADN y el ARN. Los nucleótidos de purina y pirimidina se unen entre sí mediante interacciones moleculares específicas que proporcionan un mecanismo para copiar y transferir información a nivel molecular, que es esencial para la genética, la replicación y la evolución. Por lo tanto, entender los orígenes de los nucleótidos es considerado clave para entender los orígenes de la vida misma.
El equipo descubrió que las moléculas, llamadas 8-oxo-adenosina y 8-oxo-inosina, que son ribonucleótidos de la purina, se pueden formar bajo mismas condiciones químicas que los ribonucleótidos de pirimidina natural. También encontraron que un precursor químico puede producir de forma divergente ribonucleótidos de purina y de pirimidina.
"El mecanismo que hemos divulgado da a ambas clases de molécula la misma estereoquímica que se encuentra universalmente en el andamiaje de ácidos nucleicos biológicos," sugiriendo que los 8-oxo-purina ribonucleótidos pudieron haber jugado un papel dominante en los ácidos nucleicos primordiales, "dijo el Dr. Shaun Stairs (química de UCL), primer autor del estudio.
El equipo ahora planea seguir investigando los mecanismos que usan 8-oxo-purinas para transferir información, lo que podría ayudar a los científicos a comprender mejor los primeros sistemas de transferencia de información de la vida.