Así son las proteínas que pudieron originar la vida en la Tierra

Científicos liderados por la Universidad de Rutgers han hallado las estructuras de las proteínas que pueden ser responsables del origen de la vida en la sopa primordial de la Tierra antigua.

Los investigadores, que publican resultados en Science Advances, exploraron cómo la vida primitiva pudo haberse originado en nuestro planeta a partir de materiales simples no vivos. Se preguntaron qué propiedades definen la vida tal como la conocemos y concluyeron que cualquier cosa viva habría necesitado recolectar y usar energía, de fuentes como el Sol o fuentes hidrotermales.

En términos moleculares, esto significaría que la capacidad de manejar electrones era fundamental para la vida. Dado que los mejores elementos para la transferencia de electrones son los metales y la mayoría de las actividades biológicas las llevan a cabo las proteínas, los investigadores decidieron explorar la combinación de los dos, es decir, las proteínas que se unen a los metales.

Compararon todas las estructuras de proteínas existentes que se unen a los metales para establecer cualquier característica común, basándose en la premisa de que estas características compartidas estaban presentes en las proteínas ancestrales y se diversificaron y transmitieron para crear la gama de proteínas que vemos hoy.

La evolución de las estructuras de las proteínas implica comprender cómo surgieron nuevos pliegues a partir de los existentes anteriormente, por lo que los investigadores diseñaron un método computacional que encontró que la gran mayoría de las proteínas de unión a metales existentes actualmente son algo similares independientemente del tipo de metal al que se unen, el organismo del que proceden o la funcionalidad asignada a la proteína en su conjunto.

“Vimos que los núcleos de unión a metales de las proteínas existentes son de hecho similares, aunque las proteínas en sí no lo sean”, dijo en un comunicado la autora principal del estudio, Yana Bromberg, profesora del Departamento de Bioquímica y Microbiología de la Universidad de Rutgers-New Brunswick.

“También vimos que estos núcleos de unión a metales a menudo se componen de subestructuras repetidas, como bloques de LEGO. Curiosamente, estos bloques también se encontraron en otras regiones de las proteínas, no solo en los núcleos de unión a metales, y en muchas otras proteínas que no fueron considerados en nuestro estudio. Nuestra observación sugiere que los reordenamientos de estos pequeños bloques de construcción pueden haber tenido un solo ancestro común o un pequeño número de ancestros y dado lugar a toda la gama de proteínas y sus funciones que están actualmente disponibles, es decir, a la vida como la conocemos”.

“Tenemos muy poca información sobre cómo surgió la vida en este planeta, y nuestro trabajo aporta una explicación que antes no estaba disponible”, dijo Bromberg, cuya investigación se centra en descifrar los planos de ADN de la maquinaria molecular de la vida.

“Esta explicación también podría contribuir potencialmente a nuestra búsqueda de vida en otros planetas y cuerpos planetarios. Nuestro hallazgo de los bloques de construcción estructurales específicos también es posiblemente relevante para los esfuerzos de biología sintética, donde los científicos pretenden construir proteínas específicamente activas de nuevo”, concluyó.