diciembre 4, 2022

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Estudio descubre estructuras proteicas que podrían ser responsables del origen de la vida

Todavía no hemos respondido por completo a la pregunta de cómo surgió la vida por primera vez en nuestro planeta, pero la ciencia se acerca cada vez más, y un nuevo estudio identifica las estructuras de las proteínas que pueden haber causado que esto suceda.

En primer lugar, el equipo detrás del estudio decidió partir de la premisa de que la vida, tal como la conocemos, depende de la recolección y el uso de la energía. En la sopa primordial de la Tierra antigua, esta energía muy probablemente provenía del cielo, en forma de radiación del sol, o de las profundidades de la tierra misma, donde el calor se filtraba a través de fuentes hidrotermales en el fondo de los mares antiguos.

A nivel molecular, este uso de energía significa transferencia de electrones, el proceso químico básico que involucra la transferencia de un electrón de un átomo o molécula a otra. La transferencia de electrones es el núcleo. Reacciones de oxidación y reducción. (también conocidas como reacciones de oxidación-reducción) que son vitales para algunas de las funciones básicas de la vida.

Dado que los metales son los mejores elementos para realizar la transferencia de electrones, y las moléculas complejas llamadas proteínas impulsan la mayoría de los procesos biológicos, los investigadores decidieron combinar los dos y buscar proteínas que se unan a los metales.

Se utilizó un enfoque sistemático y computacional para comparar las proteínas buscadoras de metales, lo que reveló algunas características comunes que son idénticas en todas estas proteínas, independientemente de la función de la proteína, el metal al que se une o el organismo en cuestión.

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«Hemos visto que los núcleos de unión a metales de las proteínas presentes son de hecho similares, aunque las proteínas mismas pueden no serlo». dice la microbióloga Jana Brombergde la Universidad de Rutgers – New Brunswick en Nueva Jersey.

«También hemos visto que estos núcleos de unión a metales a menudo consisten en estructuras centrales repetitivas, algo así como bloques de Lego. Curiosamente, estos bloques también se encuentran en otras regiones de las proteínas, no solo en los núcleos de unión a metales, y en muchas otras proteínas. que no se han tenido en cuenta en nuestro estudio».

Los investigadores sugieren que estas características comunes pueden haber estado presentes y operando en las primeras proteínas, cambiando con el tiempo para convertirse en las proteínas que vemos hoy, pero manteniendo algunas estructuras comunes.

pensando Que los minerales solubles en el antiguo océano que cubría la Tierra hace miles de millones de años podrían haberse utilizado para impulsar la mezcla de electrones necesaria para transferir energía y, por lo tanto, vida biológica.

«Nuestra observación sugiere que esta reorganización de estos pequeños bloques de construcción puede haber tenido uno o un pequeño número de ancestros comunes y dio lugar a la gama completa de proteínas y sus funciones actualmente disponibles». Bromberg dice. «Es decir, en la vida tal como la conocemos».

En particular, el equipo pudo identificar desarrollos en los pliegues de proteínas, las formas que adoptaron las proteínas cuando se vuelven biológicamente activas, que pueden haber producido las proteínas que conocemos hoy, casi como el Proyecto del Árbol Familiar Molecular.

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El estudio también concluyó que los péptidos biológicamente funcionales, que son las versiones más pequeñas de las proteínas, pueden haber precedido a las proteínas más antiguas que datan de hace 3.800 millones de años. Todo esto se suma a nuestra comprensión de cómo comenzó la vida.

Como siempre, cualquier análisis de los comienzos de la vida en la Tierra también puede ser importante en la búsqueda de vida en otros planetas, ya que la vida puede comenzar a desarrollarse (o puede haber evolucionado ya) a lo largo de caminos biológicos similares.

«Tenemos muy poca información sobre cómo se originó la vida en este planeta, y nuestro trabajo contribuye a una explicación que antes no estaba disponible». Bromberg dice. “Esta explicación también podría contribuir a nuestra búsqueda de vida en planetas y otros cuerpos planetarios.

«Nuestro descubrimiento de bloques de construcción estructurales específicos también es relevante para los esfuerzos de biología sintética, ya que los científicos tienen como objetivo construir proteínas específicamente activas de nuevo».

La búsqueda fue publicada en progreso de la ciencia.