¿Qué es la hipótesis del mundo de ARN?

This is the Spanish translation of our RNA world animation. See English here: https://youtu.be/K1xnYFCZ9Yg

Actualmente todos los seres vivos se reproducen y evolucionan usando un ciclo complicado de genes y enzimas. Si observamos una célula, por ejemplo, la información codificada en sus genes es usada para producir proteínas funcionales llamadas enzimas. Algunas de esas enzimas después son usadas para producir copias de los genes de la célula, permitiendo a las células reproducirse. Dado que el sistema gen-enzima forma un círculo cerrado, éste nos presenta con el dilema clásico del huevo y la gallina: ¿Qué fue primero, los genes o las enzimas de proteínas codificadas en los genes?

Aunque los detalles aún no se saben por completo, descubrimientos de las últimas décadas han guiado a los investigadores a una posible y sorprendente solución: ¿Qué fue realmente primero? ¡Genes que pueden actuar como enzimas!

La hipótesis del mundo de ARN es la idea de que antes de la existencia de células vivas, el código genético y el ciclo gen-proteína, cadenas de un compuesto químico llamado ARN se formaron naturalmente. Una vez formados, algunas de esas cadenas fueron capaces de funcionar como enzimas, e incluso fueron capaces de evolucionar al hacer copias de sí mismas con ligeras modificaciones accidentales.

Aunque quedan pocas dudas de que el ARN tuvo un papel importante en el desarrollo inicial de la vida, la complejidad del ARN pone en duda la idea de que el ARN fue el primer sistema químico realmente capaz de replicarse y evolucionar. Por esta razón, alternativas al punto de vista de “ARN primero” también están siendo investigadas. La más notable es la hipótesis de proto-ARN, que está siendo estudiada en el laboratorio de Nicholas Hud, y algunas hipótesis de metabolismo primero, que iniciaron con el trabajo de Robert Shapiro. Todo este tiempo, todas las investigaciones serias del origen de la vida se están realizando bajo la idea dominante de que la vida surgió de la química.

FUENTES Y LECTURAS

RIBOZIMAS

Las primeras enzimas de ARN fueron descubiertas en 1982, ahora conocidas como ribozimas. Aquí hay un review maravilloso de lo que sabemos hasta ahora de ribozimas (bueno…hasta el 2002). Artículo científico: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3770912/

Ribozimas diversas y funcionales pueden ser evolucionadas en el laboratorio. Experimentos de selección han mostrado que hay muchos caminos que puede tomar la evolución para producir una ribozima con una función particular. ¡Esto significa que la evolución de una función es mucho más simple de lo que se había pensado! Artículo científico: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3902939/

Ribozimas que producen nucleótidos han sido evolucionadas en el laboratorio a partir de cadenas aleatorias (este es el experimento discutido en nuestra animación). Artículo científico: http://www.sfu.ca/~punrau/pdfs/Lau_JACS_2004.pdf

SÍNTESIS INICIAL DE NUCLEÓTIDOS DE ARN
Se ha demostrado la formación de nucleótidos de ARN sin enzimas bajo condiciones que podrían ser posibles en la Tierra primitiva. Dicho esto, las reacciones que hemos descubierto hasta ahora no parecen ser lo suficientemente robustas para asegurar que el problema ha sido completamente resuelto. Artículo científico: https://www.nature.com/articles/nature08013

Reseña de Nature Views del descubrimiento con discusión de objeciones: https://www.nature.com/news/2009/090513/full/news.2009.471.html

REPLICACIÓN DE ARN ANTES DE LA EVOLUCIÓN DE ENZIMAS

8 problemas con la replicación de ARN y posibles soluciones (nota: la número 8 tiene dos soluciones independientes demostradas en el laboratorio). Artículo científico: https://jsystchem.springeropen.com/articles/10.1186/1759-2208-3-2

ALTERNATIVAS A LA HIPÓTESIS DEL MUNDO DE ARN

He aquí un artículo con una reseña de la hipótesis del metabolismo primero en comparación con la de ARN primero. Publicación de Blog por el profesor Laurance Moran: http://sandwalk.blogspot.com/2009/05/metabolism-first-and-origin-of-life.html

He aquí un artículo que revisa la investigación de una hipótesis posible de proto-ARN. Artículo de prensa por Quanta Magazine https://www.quantamagazine.org/in-chemistry-of-life-seeking-a-precursor-to-rna-20140205

Learn more about evolution and the origin of life at http://statedclearly.com and at http://centerforchemicalevolution.com

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