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Lo que el pis de cerdo de una granja catalana nos enseñó sobre el origen de la vida

Hace nueve años, el responsable de una granja en Maçanet de la Selva (Girona) observó algo muy curioso. Debido a unas obras, había que limpiar una fosa séptica que había contenido purines de cerdo Durante años. La cirugía ha colocado al descubierto una espléndida formación de cristales que tapizaban las paredes de hormigón de la fosa. El juicioso granjero, fascinado por el singular fenómeno, recogió numerosas muestras y, pensando en el potencial interés de los cristales, remitió Varios a nuestro laboratorio. Los identificamos De exactamente la misma manera que struvita, fosfato de magnesio y amonio. Aparte del tamaño de los cristales, no había nada extraño. La struvita es típico en ambientes pobres en oxígeno, con amoníaco y materia orgánica. Si usted halla cristales o bien una arenilla cristalina en una lata de conserva de pescado podría tratarse de struvita formada Tras el enlatado. No se preocupe: es inocua y no implica una mala conservación. Cristal de struvita de 1 cm, de la granja de Maçanet de la Selva.Esta anécdota cobró interés pasados unos años. Se dirigió A lo largo de las discusiones acerca de la química del origen de la vida, que manteníamos en el NSF-NASA Center for Chemical Evolution. Queríamos comprender un viejo problema del origen de la vida: ¿cómo se incorporó el fosfato a la evolución química (procesos de síntesis, ensamblaje y selección molecular que llevan hacia la complejidad bioquímica y la vida)?. Esto pudo acontecer en la Tierra hace unos 4.200 millones de años y el fosfato es una de las claves. Aquella fosa gerundense se dirigió inspiradora en nuestra investigación acerca de el tema. Únase y apueste por datos basada en la patentiza. Fosfato: el soporte del libro de la vida
Quizá lo primero que venga a la mente al pensar en fósforo y vida sean los huesos, formados por fosfato cálcico. Sin embargo, si viajamos por el mundo molecular, vemos que el fosfato es clave en la comunicación y regulación teléfono, en el metabolismo y la energía. Además manera el armazón del ADN y el ARN. El fosfato conecta las letras en el ADN, y es el soporte ideal para la información genética. Beneficia la formación de la doble hélice, el plegamiento de estructuras Al igual que el ribosoma, es esencial en la interacción entre ADN y proteínas y en procesos básicos de la biología molecular Tal y como la replicación. El fosfato es el encuadernado de un libro muy flexible, sobre el que se puede escribir la datos de modo que se pueda leer, copiar y corregir. Una secuencia de ADN B. Los fosfatos (azul) encadenan y soportan la data, en forma de una secuencia de bases (cajas cian) – Imagen creada con UCSF Chimera.
No conocemos ninguna alternativa viable al fosfato que permita la evolución De forma tal la conocemos. Por ello, creemos que en el proceso que dio origen a la vida hubo un instante decisivo en el que entró el fosfato A partir de el Entorno mineral. No obstante el fosfato tiende a formar minerales muy insolubles y, a su vez, es difícil que reaccione con los precursores orgánicos de la vida. Esta dificultad se denominó “el problema del fosfato”, y nos interesaba explorar posibles soluciones. La intuición de Darwin
Algunos meteoritos son ricos en schreibersita (fosfuro de hierro), una forma de fósforo muy rara en nuestro planeta. En la Tierra primitiva, sometida a un intenso bombardeo meteorítico, este fosfuro debió ser mucho más habitual. Nuestro colega Matthew Pasek observó algo muy interesante: la schreibersita se meteoriza liberando especies de fósforo activas, que constituyen Sencillamente compuestos orgánicos con fosfato. Posiblemente los meteoritos eran la clave del problema del fosfato. Aunque, parecía difícil que la schreibersita fuera eficaz para impulsar la evolución química, Puesto que Solo es una comunicado menor de un pequeño porcentaje de los meteoritos totales. Se ha mostrado que el impacto de rayos en suelos con fosfato cabe fulguritas con fosfuro, lo que aumentaría su abundancia. Nosotros nos planteamos una idea distinta: el fosfato es la forma más abundante de fósforo. También, el fosfato tiende a concentrarse en ambientes volcánicos formando por poner un ejemplo las tefras de fosfato con minerales De este modo como apatitos o bien merrillita. En una región volcánica, en la que se formen charcas que se secan e inundan estacionalmente, podrían acumularse minerales de variante y compuestos orgánicos formados en lo cual llamamos química prebiótica. Si esto ocurre sobre un suelo con fosfato, ¿se formarán precursores del ARN? Era inevitable rememorar la carta que Charles Darwin escribió en 1871 a J.D. Hooker, en la que imaginaba una “pequeña charca caliente” conteniendo fosfato y amoníaco, donde, por efecto de la luz, calor y descargas eléctricas, podría haberse formado la materia orgánica que precedió la vida. Pensamos que esa “charca caliente” principal debió parecerse a nuestra fosa séptica gerundense, rica en urea y materia orgánica. a su vez, debió contener otros componentes relevantes en la Tierra primitiva, Al igual que cianuro y sus derivados. En el momento en que llevamos a cabo el experimento de “charca de urea” sobre mineral de fosfato, se formaron bellos cristales de struvita. Algunos científicos pensaban que la estruvita es un mineral asociado a la vida. De hecho, en la fosa séptica, la descomposición bacteriana de la urea crea las condiciones para su formación. Nosotros vimos que es posible su formación en ausencia de vida. a su vez, la combinación de struvita y urea promueve, entre otros muchos, la formación de los precursores del ARN. A: Schreibersita (flechas amarillas) en un Sólo fragmento de meteorito metálico; B: Rocas Wishstone, ricas en fosfato (apatito), en el cráter Gusev, Marte. La meteorización de éstas rocas podría dar lugar a la formación de struvita y precursores de la vida. C: Cristales de struvita y un mineral relacionado, newberyita, formados Durante nuestros experimentos, Desde rocas ricas en fosfato – C. Menor Salván (A, C) / NASA/JPL/Cornell (B)
Así, no dependemos de meteoritos y rayos para explicar cómo el fosfato entró en la evolución prebiótica. Bastaría con la propia geoquímica del mundo. Por presunto, Ambos procesos podrían haber ocurrido simultáneamente, contribuyendo a la formación de compuestos fosfatados. Los procesos químicos que dieron sector a los precursores de la vida De la misma forma pudieron cambiar las rocas, contribuyendo a su meteorización y formando minerales De la misma forma que la estruvita. En el origen de la vida no Sólo hay que disponer en cuenta moléculas Del mismo modo que el ARN. Asimismo es muy esencial el contexto geológico y los minerales. Por ello, la exploración de la geología y mineralogía de Marte es esencial para comprender cómo se originó la vida. Si es que en Marte se encontraran minerales relacionados con la struvita, podrían ser un marcador prebiótico que nos indicaría que en el mundo pudo darse el debut del paseo hacia la vida. César Menor-Salván es Profesor Ayudante Doctor. Bioquímica y Astrobiología. Departamento de Biología de Sistemas, Universidad de Alcalá Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. <img src=”https://counter.theconversation.com/content/158104/count.gif?distributor=republish-lightbox-advanced” alt=”The Conversation” width=”1″ height=”1″ style=”border: none !important; box-shadow: none !important; margin: 0 !important; max-height: 1px !important; max-width: 1px !important; min-height: 1px !important; min-width: 1px !important; opacity: 0 !important; outline: none !important; padding: 0 !important; text-shadow: none !important” />