Los gases tóxicos en las armas químicas pueden ser los componentes básicos de la vida

Mientras que la Tierra todavía estaba siendo bombardeada con rocas del espacio hace 4.400 millones de años, pudo haber sido el gas venenoso que se encuentra en las armas químicas modernas lo que desató la primera vida.

El cianuro de hidrógeno, un gas tóxico que puede causar la muerte de la vida moderna, fue una de las moléculas más importantes en la producción de ARN, según astrobiólogos de la Universidad Johns Hopkins, en Baltimore, Maryland.

La primera vida en la Tierra se formó a partir de estas hebras de ARN, que a su vez estaban hechas de una «mezcla perfecta» de moléculas tóxicas que se combinaron en «pequeños charcos cálidos».

Después de formar las hebras de ARN, el equipo sugiere que la evolución darwiniana se hizo cargo y condujo a la formación de ADN, proteínas y las primeras formas de vida simples.

Los investigadores explicaron que todo esto sucedió dentro de los 200 millones de años del impacto masivo que condujo a la formación de la luna.

El cianuro de hidrógeno, un gas tóxico que puede causar la muerte de la vida moderna, fue una de las moléculas más importantes en la producción de ARN, según astrobiólogos de la Universidad Johns Hopkins, en Baltimore, Maryland. imagen de archivo

Sigue siendo un misterio para la ciencia si el surgimiento de la vida en la Tierra ocurrió repentinamente o fue un proceso gradual de moléculas que se combinaron para formar filamentos lo suficientemente complejos como para formar vida básica, incluidas las bacterias.

La evidencia de vida lejos de la Tierra sigue siendo esquiva hasta el momento, y este nuevo estudio sugiere que puede ser necesario que las condiciones en todo un planeta sean «perfectas» para que comience la vida.

Para lograr que una molécula se repita, las condiciones deben permitir la compleja interacción entre los meteoritos de hidrógeno, la actividad volcánica y las piscinas cálidas.

Pero más que eso, esas condiciones deben combinarse de una manera que produzca cianuro de hidrógeno, según el equipo detrás de este nuevo trabajo.

ADN y ARN explicados: moléculas que contienen información genética

El ADN – ácido desoxirribonucleico – es la molécula en el núcleo de las células que contiene la información genética.

Tiene forma de doble hélice y está hecho de nucleótidos.

Cada nucleótido contiene un núcleo, un azúcar y un fosfato.

El componente de azúcar se llama desoxirribosa y forma una D en el ADN, una sustancia química cíclica a base de carbono.

En el segundo átomo de carbono hay un solo átomo de hidrógeno unido a la desoxirribosa.

Esto también puede tener oxígeno adicional adjunto también.

En este caso, la sustancia química oxigenada forma lo que se conoce simplemente como R-ribosa en el ARN.

el desoxirribonucleico El prefijo significa literalmente sin oxigeno.

La forma del ARN y el ADN.

RIbose puede hacer casi todo lo que puede hacer la desoxirribosa y también codifica información genética en algunas células y organismos.

Cuando el oxígeno está presente, cambia drásticamente la forma en que los químicos se unen y se sientan junto a otras moléculas.

Cuando el oxígeno está presente, en el ARN, puede tomar una variedad de formas.

Cuando el oxígeno no está presente en este sitio en particular, en el ADN, la molécula se forma como la doble hélice icónica.

Se cree que las primeras formas de vida simples, probablemente hechas de hebras de ARN, aparecieron hace entre 4.500 millones y 3.700 millones de años.

El ARN es una molécula similar al ADN, pero a diferencia del ADN, es solo una hebra única, con una columna vertebral formada por grupos alternos de azúcar y fosfato.

La vida moderna se compone de una mezcla de ADN, ARN y proteínas que operan en diferentes configuraciones y realizan una variedad de tareas para mantenernos vivos.

Sin embargo, el sistema altamente complejo, que requiere ADN para almacenar información, ARN para transportar información y proteínas para hacer el trabajo, probablemente no sucedió todo al mismo tiempo.

La gran pregunta, a la que estos investigadores querían responder, es cómo surgió el primer catalizador, que dio lugar a las primeras hebras de ARN.

Crearon un modelo complejo de la Tierra primitiva, comenzando unos 200 millones de años después de la colisión que provocó la formación de la luna, tiempo suficiente para que la superficie se enfriara.

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El autor principal del estudio, Ben Pearce, comenzó a trabajar mientras estaba en la Universidad McMaster en Canadá, pero ahora está en Johns Hopkins.

Los primeros océanos comenzaron a formarse alrededor de los primeros continentes, pero el agua de los océanos se evaporó repetidamente a la atmósfera.

Era un mal lugar, con meteoritos golpeando constantemente la superficie, volcanes activos que cubrían el planeta y respiraderos bajo el mar que filtraban metano.

Los impactos de meteoritos tuvieron un beneficio, ya que introdujeron hidrógeno, un elemento tal que la luz normalmente escapa de la atmósfera a menos que se una a otras partículas.

Cuando el hidrógeno llegó a la atmósfera, los volcanes emitieron dióxido de carbono y los océanos se evaporaron en forma de vapor de agua.

Una combinación de rayos y rayos ultravioleta del sol provocó esta mezcla química, lo que permitió que se produjera cianuro de hidrógeno.

Los investigadores dicen que este fue probablemente el momento crucial para permitir la formación de vida temprana en el planeta, que ocurre en los «pequeños charcos cálidos» que salpican la superficie.

El cianuro de hidrógeno es capaz de reaccionar consigo mismo, y algunas teorías de la vida sugieren que es una versión compleja de un químico que reacciona consigo mismo.

Además de reaccionar consigo mismo, el cianuro de hidrógeno puede reaccionar con otras moléculas para producir biomoléculas que son los componentes básicos de los elementos individuales que forman el ARN. Estos incluyen nucleobases, ribosa y nucleótidos.

El equipo descubrió que el cianuro de hidrógeno caería de la atmósfera en pequeños kilos cálidos, donde podría combinarse con otras moléculas, y durante 100 millones de años la concentración sería suficiente para producir adenina.

Este es el componente principal del ARN y el proceso de «liberar» sustancias químicas vitales, como el cianuro de hidrógeno, solo ocurre durante el bombardeo desde el espacio.

Los investigadores explicaron que todo esto sucedió dentro de los 200 millones de años del impacto masivo que condujo a la formación de la luna.  imagen de archivo

Los investigadores explicaron que todo esto sucedió dentro de los 200 millones de años del impacto masivo que condujo a la formación de la luna. imagen de archivo

Con el tiempo, el bombardeo se hizo más lento, sin que cayeran grandes cantidades de meteoritos sobre la Tierra debido a la atracción gravitatoria del Sol y los grandes planetas despejando su camino orbital.

En este punto, se cree que hay suficiente adenina en estas piscinas cálidas para comenzar a formar cadenas de ARN, que luego, con el tiempo, comienzan a multiplicarse y comienzan las primeras etapas de la vida en la Tierra.

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«Los procesos astrofísicos y químicos que representamos son muy generales», escribieron los autores del estudio en su artículo preimpreso.

Es una parte integral de las etapas posteriores de la formación de planetas, en cualquier lugar. Esto sugiere que la vida en la Tierra, y posiblemente también en otros mundos similares a la Tierra, comenzó en condiciones caóticas que prevalecieron poco después de su formación.

El estudio fue publicado en la revista preprint arXiv.

La vida en la Tierra pudo haber comenzado gracias a una versión modificada del ARN moderno

Los científicos creen que la vida en la Tierra pudo haber comenzado gracias a una versión modificada de la molécula hermana del ADN moderno.

El ADN es la columna vertebral de la vida y casi todo nuestro planeta depende de él, pero en la Tierra primitiva, la versión primitiva de su hermano menos conocido, el ARN, fue el punto focal de la evolución, dicen los expertos.

El ARN es estructuralmente similar al ADN, excepto que una de las cuatro piezas básicas, la timina, se reemplaza por uracilo.

Esto cambia la forma y la estructura de la molécula y los investigadores han creído durante mucho tiempo que este químico fue necesario para el desarrollo de las primeras formas de vida en la Tierra.

Un descubrimiento accidental realizado por académicos de la Universidad de Harvard publicado en diciembre de 2018 encontró que una versión ligeramente diferente de ARN puede haber sido el ingrediente clave que permitió que prosperara la vida en la Tierra.

Los científicos afirman que una sustancia química llamada inosina puede estar presente en lugar de guanina, lo que permite que la vida evolucione.

Este pequeño cambio en las bases, conocido como nucleótidos, puede proporcionar la primera evidencia conocida de la «hipótesis del ARN universal», una teoría que afirma que el ARN era una parte integral de las formas de vida primitivas, dicen.

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