mayo 22, 2022

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Un estudio descubre estructuras proteicas que pueden ser responsables del origen de la vida

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La pregunta de cómo surgió la vida en nuestro planeta aún no se ha respondido por completo, pero la ciencia se está poniendo al día todo el tiempo, y un nuevo estudio identifica las estructuras de proteínas que pueden haberlo hecho posible.

Para empezar, el equipo detrás del estudio decidió partir de la premisa de que la vida, tal como la conocemos, depende de la recolección y el uso de energía. En la sopa primordial de la Tierra antigua, esta energía probablemente habría venido de los cielos, en forma de radiación del Sol, o de las profundidades de la Tierra misma, como calor que se filtraba a través de respiraderos hidrotermales en el fondo de los mares antiguos.

A nivel molecular, este uso de la energía significa que la transferencia de electrones, el proceso químico fundamental que implica que un electrón se mueva de un átomo o molécula a otra. La transferencia de electrones está en el corazón de la reacciones de oxidación-reducción (también conocidas como reacciones redox) que son vitales para algunas de las funciones básicas de la vida.

Dado que los metales son los mejores elementos para llevar a cabo la transferencia de electrones, y las moléculas complejas llamadas proteínas son las que impulsan la mayoría de los procesos biológicos, los investigadores decidieron combinar los dos y buscar proteínas que se unan a los metales.

Se utilizó un enfoque metódico y computacional para comparar proteínas que se encuentran con metales, revelando ciertas características comunes que correspondían a todas ellas, independientemente de la funcionalidad de la proteína, el metal al que se une o el organismo involucrado.

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«Hemos visto que los núcleos de unión a metales de las proteínas existentes son de hecho similares, aunque las proteínas en sí pueden no serlo». dice la microbióloga Yana Bromberg, de la Universidad de Rutgers-New Brunswick en Nueva Jersey.

«También vimos que estos núcleos de unión a metales a menudo se componen de subestructuras repetitivas, como bloques de Lego. Curiosamente, estos bloques también se encontraron en otras regiones de proteínas, no solo en núcleos de unión a metales, y en muchas otras proteínas que no lo son. considerado en nuestro estudio».

Estos recursos compartidos bien pueden estar presentes y funcionando en las primeras proteínas, sugieren los investigadores, cambiando con el tiempo para convertirse en las proteínas que vemos hoy, pero conservando ciertas estructuras comunes.

el pensamiento es que los metales solubles en el Océano Arcaico que cubría la Tierra hace miles de millones de años podrían haber sido utilizados para alimentar la transferencia de electrones necesaria para la transferencia de energía y, a su vez, para la vida biológica.

«Nuestra observación sugiere que los reordenamientos de estos pequeños bloques de construcción pueden haber tenido un solo ancestro común o un pequeño número de ellos y dieron lugar a la gama completa de proteínas y sus funciones que están disponibles actualmente». dice Bromberg. «Es decir, para la vida tal como la conocemos».

En particular, el equipo pudo identificar evoluciones en el plegamiento de proteínas, las formas que toman las proteínas a medida que se vuelven biológicamente activas, que pueden haber producido las proteínas que conocemos hoy, casi como un modelo de árbol genealógico molecular.

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El estudio también concluye que los péptidos biológicamente funcionales, las versiones más pequeñas de las proteínas, pueden haber sido anteriores a las proteínas más antiguas que datan de hace 3.800 millones de años. Todo esto contribuye a nuestra comprensión de cómo comenzó la vida.

Como siempre, cualquier análisis de los comienzos de la vida en la Tierra también podría ser importante para buscar vida en otros planetas, donde la vida puede comenzar a evolucionar (o puede haber evolucionado ya) a lo largo de caminos biológicos similares.

«Tenemos muy poca información sobre cómo surgió la vida en este planeta, y nuestro trabajo aporta una explicación que antes no estaba disponible», dijo. dice Bromberg. «Esta explicación también podría contribuir potencialmente a nuestra búsqueda de vida en otros planetas y cuerpos planetarios.

«Nuestro descubrimiento de bloques de construcción estructurales específicos también es posiblemente relevante para los esfuerzos de biología sintética, donde los científicos apuntan a construir proteínas específicamente activas nuevamente».

La investigación fue publicada en avances en la ciencia.

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