¿Cómo funcionó la reproducción de LUCA?

Suponiendo que LUCA era similar a una célula bacteriana o arqueal muy simplificada con una cadena de ADN, lo más probable es que se sometiera a fisión binaria: el ADN se duplica, cada copia se desplaza hacia otro lado del baterio a medida que crece una nueva pared celular, y dos células hijas separarse

Esta es la hipótesis más razonable, dado que así es como se reproducen las bacterias y las arqueas. Sin embargo, encontrar pruebas claras de esto es muy difícil.

El mayor problema es que los análisis de en qué podría haber consistido el repertorio genético de LUCA muestran consistentemente que no tenía ninguna de las polimerasas necesarias para la replicación del ADN, las helicasas de ADN o las enzimas de biosíntesis de lípidos.

En pocas palabras, estos análisis se realizan mediante la comparación de lo que las arqueas y las bacterias tienen en común: lo que sea común es probablemente heredado y no modificado de LUCA. Sin embargo, ahí está el problema: las polimerasas, helicasas y las enzimas de biosíntesis de membrana de las bacterias y arqueas modernas son distintas, mientras que comparten muchos otros elementos menos importantes utilizados en la replicación del ADN.

Esto abre la puerta a muchas hipótesis posibles, como que LUCA tenía una combinación de sistemas arqueológicos y bacterianos, con bacterias y arqueas, cada una de las cuales conserva partes distintas de ella; o que las bacterias o las arqueas se reproducen de manera idéntica a LUCA, con las mismas proteínas y enzimas, y el otro grupo desarrolló un nuevo sistema de reproducción.

Por supuesto, también existe la posibilidad (improbable) de que LUCA no fuera un organismo celular, que no tuviera una membrana celular o una cadena de ADN. Esta clase de hipótesis plantea que los elementos similares a virus se coevolucionaron con membranas autorreplicantes, con un verdadero LUCA protocelular que surgió más tarde. El organismo precelular se llama progenote.

Cada uno de estos elementos similares a virus representa un segmento del código genético, y se estarían replicando y fusionando en combinaciones aleatorias, y los más exitosos eventualmente se acumularían en un genoma apropiado como ARN.

Si esta era la naturaleza de LUCA, entonces su estilo de reproducción es difícil de predecir, dada la gran diversidad en los mecanismos de replicación genética.

Existe una enorme literatura sobre LUCA y cómo podría haber sido. Se puede encontrar una buena introducción bastante reciente en Koonin (2014), por lo que recomiendo leerlo y consultar las referencias allí.

LUCA era bastante complejo: las proteínas y los ARN más antiguos que podemos encontrar en LUCA se encuentran en los ribosomas, que son organelos complejos. Esto sugiere que LUCA ya era una célula primitiva y dividida por fisión como los organismos unicelulares se dividen hoy.