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De las nubes interestelares al mundo de ARN

La detección en el espacio de un compuesto clave para la formación del ARN apoya la idea de que la vida en la Tierra pudo surgir a partir de estos ácidos nucleicos.

Las regiones de formación estelar (en la imagen, la nebulosa W51, situada a 17.000 años luz de la Tierra) contienen la materia prima a partir de la cual se forman los planetas. El estudio de sus propiedades químicas promete ayudar a entender el origen de la biología terrestre y la viabilidad de la vida en otras partes de la galaxia. [NASA/Laboratorio de Propulsión a chorro (JPL)/Instituto de tecnología de California]

La vida en la Tierra se originó hace unos 3800 millones de años. Sin embargo, todavía no conocemos con exactitud los procesos que lo permitieron. Tal y como la conocemos, la biología se basa en tres piezas fundamentales: al ADN, el ARN y las proteínas. Entender cómo se formaron estas moléculas y en qué orden lo hicieron constituye una de las cuestiones clave para desentrañar el enigma del origen de la vida. Sin embargo, la misión no resulta nada sencilla, ya que aquí se nos plantea un problema parecido al de la gallina y el huevo. El ADN, que contiene la información genética, necesita la capacidad catalítica de las proteínas para poder replicarse. Pero, a su vez, la síntesis de proteínas requiere la información genética codificada en el ADN. Así pues, ¿qué fue antes, el ADN o las proteínas?

Para resolver la cuestión, hacia los años sesenta del pasado siglo se propuso la idea de que la vida en nuestro planeta pudo surgir a partir del denominado «mundo de ARN»: una hipotética fase inicial en la que habrían sido estas moléculas las que, de manera simultánea, se encargaron de realizar las tareas que hoy llevan a cabo el ADN y las proteínas. Por tanto, si queremos entender cómo comenzó la vida, una vía prometedora pasa por estudiar la formación de moléculas de ARN durante las primeras fases de nuestro planeta.

En sus inicios, la hipótesis del mundo de ARN se encontró con algunos escollos, ya que no parecía nada sencillo que los ribonucleótidos (las piezas básicas del ARN, compuestas por un ribonucleósido y un grupo fosfato) pudieran formarse en las condiciones que reinaban en la Tierra primigenia. No obstante, esa situación ha cambiado en los últimos  años. Desde 2009, varios experimentos de química prebiótica han demostrado que las primeras moléculas de ARN pudieron formarse a partir de otras mucho más simples, constituidas por tan solo unos pocos átomos.

Llegados aquí, la química prebiótica y la astrofísica se dan la mano. Ello se debe a que cabe la posibilidad de que esas moléculas relativamente sencillas, las precursoras del mundo de ARN, tuvieran un origen extraterrestre. En un trabajo publicado en The Astrophysical Journal Letters, nuestro grupo del Centro de Astrobiología de Madrid ha dado un paso importante en esta dirección al confirmar, por primera vez, la presencia en el espacio de hidroxilamina (NH2OH), uno de los precursores básicos del ARN.

Astroquímica prebiótica

Nuestro planeta, junto con todo el sistema solar, se formó a partir del colapso gravitatorio de una gran nube de gas y polvo. Gracias a las investigaciones realizadas en las últimas décadas en el campo de la astroquímica, hoy sabemos que el entorno natal de las estrellas se encuentra repleto de moléculas. Este rico maná químico, disponible en la cuna de nuestro sistema solar, pudo transmitirse a la joven Tierra durante su proceso de formación. Por ello, los astrofísicos estamos muy interesados en saber si los procesos químicos que tienen lugar en las nubes interestelares son capaces de generar las moléculas básicas que pudieron desencadenar el mundo de ARN y, con ello, la aparición de los primeros organismos en nuestro planeta.

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