Uno de los procesos fundamentales de la vida es la replicación de los ácidos nucleicos, el ADN y el ARN. Este complejo mecanismo molecular permite producir, a partir de una moléculamolécula Inicialmente, dos moléculas hijas idénticas. Toda la vida terrestre se basa en este proceso de replicaciónreplicaciónlo que nos permite regenerar nuestros tejidos, reproducirnos y evolucionar.
Replicación del ADN: un mecanismo bien conocido con orígenes muy turbios
El mecanismo de replicación es ahora bien conocido. De manera muy esquemática, consideramos que laadnadn y elARNARN Están formados por dos hebras enrolladas en forma de hélice. Al separarse, cada hebra de la molécula original servirá como plantilla para la síntesis de una nueva hebra. Dos reformarán así dobles hebrasdobles hebras exactamente idéntico.
Sin embargo, quedan muchas zonas grises, especialmente en lo que respecta al origen de este mecanismo. Dado su papel fundamental en los procesos biológicos, es normal considerar que debió intervenir muy temprano, en el mismo momento en que aparecieron en la Tierra los primeros componentes básicos de la vida, hace más de 4 mil millones de años. Sin embargo, no es fácil imaginar cómo se inició este proceso en este entorno primitivo.
Fuentes hidrotermales: el problema de la temperatura
De hecho, es poco probable que se haya iniciado en mar abierto, donde la dilución de las moléculas básicas es demasiado grande. En este sentido, el entorno que representan las fuentes hidrotermales, con sus fluidos cargados de elementos esenciales para la vida, parece mucho más favorable. Sin embargo, presenta otro problema. Sabemos de hecho que la replicación de ácidos nucleicosácidos nucleicos se ve favorecida por la presencia de un gradientegradiente térmico y que las altas temperaturas tienden a provocar la degradación de estas moléculas. Sin embargo, las fuentes hidrotermales presentan condiciones de temperatura bastante altas y, sobre todo, muy estables.
Para abordar este problema, un equipo de investigadores reprodujo las condiciones en el laboratorio. físicosfísicos y sustancias químicas que se pueden encontrar en el porosidadporosidad rocas que forman el chimeneaschimeneas hidrotermal. De hecho, estas rocas forman una interfaz importante entre dos entornos muy diferentes: por un lado, fluidos básicos calientes cargados de gasgas, rielesrieles y nutrientesnutrientes misceláneas ; al otro, el océano, frío, salado, ácido. Junto con mineralesminerales presentes en las rocas, que pueden haber servido como catalizador para la síntesis de ARN o ADN, numerosos estudios consideran que los gradientes fisicoquímicos presentes en esta interfaz desempeñaron un papel importante en el establecimiento de los primeros reacciones quimicasreacciones quimicas en la base de la vida y en particular de la síntesis de ácidos nucleicos. Pero, ¿cómo podría este entorno dar lugar al proceso de replicación?
¡Triplicar el número de cadenas de ADN en sólo 5 minutos!
En un artículo publicado en la revista eVidaLos investigadores proponen un escenario. Sus experimentos revelan que los poros ubicados en la intersección entre un flujo de gas y un fluido acuosoacuoso podría haber presentado las condiciones necesarias. En estas pequeñas bolsas dentro de la roca, parece que las moléculas de ácido nucleico presentes en la fase acuosa se habrían acumulado en la interfaz gas-agua, bajo el efecto de la evaporación inducida por la llegada continua del gas a esta porosidad. Sin embargo, 5 minutos después del inicio del experimento, los investigadores observaron que se triplicaba el número de cadenas de ADN inicialmente presentes. ¡Después de una hora, había 30 veces más!
Para los investigadores, si la alta concentración de moléculas de ácido nucleico hubiera permitido la replicación, es el gradiente de salinidadsalinidad presente dentro del poro que habría jugado en el mecanismo de separaciónseparación hebras. Las pruebas han demostrado que cuando no se cumplen estas condiciones (solución acuosasolución acuosaflujo de gas y gradiente de salinidad), no se observó replicación.
Estas condiciones concuerdan completamente con lo que se puede observar en las fuentes hidrotermales. Resultados que, por tanto, refuerzan aún más la idea de que la vida apareció en este contexto volcánico submarino.
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