De la Química Inorgánica a la Biológica

Los primeros procesos metabólicos parecen guardar una estrecha relación con reacciones prebióticas.

 

Compilado por Manlio E. Wydler (°)

 

Según un análisis filogenético de 2016, LUCA, el «último antepasado común universal» de los seres vivos, en la base de este árbol (que por la derecha llega hasta las eucariotas, y por lo tanto hasta nosotros), tenía rutas metabólicas que todavía existen en ciertas bacterias y en ciertas arqueas actuales. Unos experimentos indican que las moléculas que esas rutas producen a partir del dióxido de carbono son las mismas que las formadas por cadenas prebióticas de reacciones químicas en las que intervienen metales en vez de enzimas de las células [NASA, Eric Gaba).

Los procesos metabólicos de la vida guardan en su origen una estrecha relación con la química inorgánica: para obtener la ruta metabólica que les proporciona los componentes con que estaban construidos, los primeros organismos sustituyeron con  sus propias enzimas a los metales que catalizaban una cadena prebiótica de reacciones muy semejante a la fijación biológica del dióxido de carbono (su conversión en compuestos orgánicos); esta, pues, seguiría los pasos de esa precursora anterior a la aparición de la vida. O, al menos, tal parece ser la conclusión que se sigue de los experimentos de Sreejith J. Varma y sus colaboradores, de la Universidad de Estrasburgo. Como explica este grupo en una prepublicación aparecida en el repositorio bioRxiv, parece que el sistema metabólico más antiguo tuvo un predecesor prebiótico inmediato: la ruta reductora para la acetil coenzima A (que en muchas bacterias y arqueas fabrica a partir de dióxido de carbono acetato que se liga a la llamada coenzima A para formar acetil coenzima A, que luego convierten en piruvato) funcionaría también sin enzimas, valiéndose del hierro, el níquel y el cobalto en su lugar.

Varma y su equipo comprobaron que diversos metales en polvo reaccionaban en una disolución salina con el dióxido de carbono. Determinaron así que en todo un amplio intervalo de condiciones de reacción se formaban de esa manera, en efecto, acetato y piruvato; se trataba, pues, de la misma ruta (cadena de reacciones que lleva de unas sustancias a otras) por la que muchas bacterias y arqueas fijan el dióxido de carbono del aire. De esta ruta, además, cabe suponer que actuaba ya en el último antecesor común a todos los organismos actuales. La interpretación del resultado es que la vida podría haber surgido, sin lagunas intermedias, de la química de la Tierra primitiva.

Las primeras formas de vida se habrían apropiado de una cadena de reacciones químicas que salvaban el salto de energía entre los metales reductores de la corteza terrestre y la atmósfera oxidante, escribe el grupo de investigadores. El dióxido de carbono se enlaza a la superficie de los metales y toma electrones. El agua se disocia y se forman acetato, piruvato y otras moléculas orgánicas pequeñas (el equipo de investigadores ha encontrado también parte de un segundo proceso bioquímico de fijación del dióxido de carbono, el ciclo reductivo inverso de Krebs, en esas reacciones metálicas prebióticas).

(°) Ingeniero, Presidente H. de FAPLEV. Vecino Solidario 2001-