¿Qué vino primero: proteína o ADN?

Es muy improbable que cualquiera de los dos haya sido primero. Más bien como el pollo y su huevo.

Ninguno de los primeros modelos de ADN, primero de ARN, primero de proteína o de membrana celular que todavía están en conflicto son realmente compatibles con las leyes establecidas de la química y la física. El libro de Robert Shapiro ” Orígenes, una guía escéptica para la creación de vida en la Tierra ” dio una explicación exhaustiva y definitiva de por qué este es el caso.

Sin embargo, en estos tiempos emocionantes, se está reconociendo ampliamente que la noción temprana de que los primeros casos identificables de biología fueron las moléculas autorreplicantes desnudas (hebras de ADN, ARN o proteínas) o burbujas de lípidos “vacías”, es profundamente defectuosa.

No tiene evidencia y, además, ni siquiera se le puede dar una base heurística sólida. Es uno de esos mitos que se ha infiltrado insidiosamente en los círculos científicos sin un desafío serio. Junto con las nociones igualmente poco prácticas que implican panspermia. Sin mencionar el débil error mental de que “Dios lo hizo”

Hoy, un modelo mucho más plausible que es consistente con los principios conocidos de la física y la química deriva del descubrimiento de los respiraderos hidrotermales alcalinos de aguas profundas.

Este modelo proporciona la coevolución de enzimas, nucleótidos y, lo que es más importante, el componente que a menudo se pasa por alto, pero absolutamente crucial, una membrana celular equipada con medios de influjo selectivo de nutrientes y flujo de desechos. Sin mencionar la bomba de protones ubicua

Los penachos generados por los respiraderos proporcionan grandes matrices de cavidades catalíticas del tamaño de una celda, completas con precursores químicos adecuados, flujo y energía favorable que finalmente lleva las probabilidades dentro de límites razonables.

Este escenario se explora en detalle en el capítulo 9 de mi reciente libro ” El generador de complejidad: empujando la química y la geometría hacia arriba “.

Hmm, bueno, esa es una pregunta difícil, pero probablemente proteína. La abiogénesis es un campo en constante cambio, pero la hipótesis que actualmente tiene más tracción es la hipótesis del mundo del ARN. Bajo esta idea, los primeros organismos probablemente estaban basados ​​en ARN. El ARN es capaz de realizar algunos de los trabajos del ADN y de las proteínas. Al igual que el ADN, el ARN puede almacenar información, aunque no forma fácilmente cadenas dobles grandes y estables, por lo que puede almacenar mucha menos información que el ADN. Al igual que la proteína, el ARN puede formar estructuras tridimensionales complejas, llamadas “ribozimas”, que pueden hacer muchas de las mismas cosas que las proteínas, pero no es tan versátil como la proteína y, por lo tanto, pueden formar muchas menos formas únicas. Los primeros organismos probablemente tenían genomas de ARN que codificaban las ribozimas de ARN, lo que permitía al organismo realizar todos sus trabajos básicos de almacenamiento de información, construcción de componentes estructurales y catalización de reacciones químicas, solo con ARN. La proteína probablemente vino después, con algo como el ARNt que evoluciona para permitir la construcción de estructuras más complicadas utilizando aminoácidos. Almacenar la información para estas estructuras pronto requeriría un mejor sistema de almacenamiento a medida que se volvieran más y más complejas, un trabajo que el genoma del ADN eventualmente evolucionó para soportar. Cuando esto sucedió, el ARN fue empujado al medio, hasta que, en los organismos modernos, su trabajo se relegó esencialmente a transferir el mensaje de ADN a los ensambles de fabricación de proteínas.

Dado que los genomas de ADN probablemente no hubieran sido necesarios, y por lo tanto no hubieran dado una gran ventaja, antes de la evolución de la proteína, y debido a que las proteínas son moléculas menos complicadas que los genomas de ADN grandes, es probable que la proteína evolucione primero.

En la hipótesis del mundo del ARN, el ARN es lo primero. El ADN puede transportar información genética, pero su capacidad catalítica es bastante limitada. Las proteínas pueden acelerar la reacción química, sin embargo, no pueden transportar información genética. El ARN es capaz de ambos, se presume que existía un mundo prehistórico de que el ARN es la macro-molécula individual.

¿Qué vino primero: proteína o ADN?

Bueno, depende de si el ADN puede formarse espontáneamente a partir de sustancias químicas que se cree que están presentes en la Tierra primordial o no. Algunos científicos piensan que puede y, de ser así, el ADN probablemente sea más antiguo que las proteínas. Incluso si es poco probable que tengan algo que ver con la vida.