domingo, 11 de septiembre de 2011

El ARN: la molécula precursora de la vida

Existen diferentes expresiones y principios acerca de la hipótesis del mundo del ARN, las cuales nos dicen que el ARN fue la primera forma de vida en la tierra, desarrollando una membrana celular a su alrededor y convirtiéndose en la primera célula procariota.

Walter Gilbert. Nobel de Química 1980

Entre los personajes más resaltantes y el que más aporte hizo con su expresión “mundo del ARN “fue el químico norteamericano Walter Gilbert en 1986, según esta hipótesis, el RNA fue el primero que se habría formado, gracias al encadenamiento de nucleótidos, y habría desempeñado, gracias al encadenamiento de nucleótidos, y habría desempeñado, en las células primitivas, el papel de DNA y el de proteínas, debido en particular a que posee una actividad catálica. Luego en las células más evolucionadas el DNA, químicamente más estable que el RNA se habría encargado de la conservación de la información genética, y la actividad catálica se habría trasferido sobre todo a las proteínas.

¿Qué principios o razones sustentan la hipótesis del mundo ARN?

La química de la tierra prebiótica dio origen a moléculas de ARN auto duplicantes  que habrían iniciado la síntesis de proteínas”

El ARN presenta la adecuada actividad catalítica, o sea si pudieran funcionar como enzimas, ellos serían los polímeros capaces de desempeñar la función de enzimas primitivas y de duplicarse en ausencia de enzimas proteicas. La conclusión lógica era, entonces, que el ARN había aparecido en la Tierra antes que las proteínas.

Thomas Cech, Nobel de Química 1989
En el año de 1980, Thomas Cech de la Universidad de Colorado y Sidney Altman de la Universidad de Yale descubrieron que ciertas moléculas pequeñas de ARN, llamadas RIBOZIMAS, actúan como enzimas que catalizan reacciones celulares, entre ellas, la síntesis de más moléculas de ARN y además almacenar los códigos genéticos.

Estudiando el ARN del organismo unicelular Tetrahymena thermophila, Cech descubrió que las moléculas de ARN en ausencia de proteínas eran capaces de cortarse a sí mismas en piezas y reorganizarse. Este descubrimiento permitió que tan solo en unos años se descubrieran más de cien moléculas de ARN con esta propiedad de enzimas (RIBOZIMAS).

Este descubrimiento de la capacidad catalítica del ARN alteró uno de los principios de las Ciencias Biológicas, al saber, que todas las enzimas eran proteínas. También ha tenido una gran influencia en las teorías sobre el origen de la vida: es probable que las primeras biomoléculas fueran moléculas de ARN, ya que contienen información genética y al mismo tiempo pueden actuar como biocatalizadores.

Las evidencias a favor del ARN resultaban tan contundentes que llevaron en 1986 a Walter Gilbert, de la Universidad de Harvard, a especular sobre la existencia de una fase evolutiva en la que los ambientes acuáticos de nuestro planeta habrían estado poblados por moléculas de ARN con las más variadas secuencias: era el "mundo de los ARN".
Parece inevitable que, en cientos de millones de años los nucleótidos de ARN hayan formado cadenas cortas de ARN, algunas de las cuales se convertirían en ribozimas, que evolucionaron en rapidez y exactitud de replicación.

Debido a los estudios que realizo Walter Gilbert sintetizo la información en lo siguiente:
v  Que el ARN tiene actividad catalítica (Ribozimas).
v  El ARN se puede duplicar.
v  Puede sintetizar proteínas.



Concluyendo así que el RNA tiene todas las funciones de las macromoléculas de los seres vivos, debiendo ser el ancestro.

Sin embargo, la transición al moderno mecanismo de “ADN---ARN---Proteína” debió haber requerido una serie compleja de etapas intermedias.

VENTAJAS:

v  La necesidad de almacenar más información de manera más estable.
v  La necesidad de catalizadores para llevar a cabo reacciones más rápidas y complejas.

“Joyce en el 2002, estima que es factible que la fuente de material genético haya sido todavía más primitiva, existiendo un “mundo pre-ARN”, constituido por polímeros con propiedades especiales, esto debido a que los ladrillos formadores de ARN (ribosa, fosfatos, purinas y pirimidina) hubieran sido difícil de seleccionar entre una cantidad mucho mayor de nucleótidos análogos, por lo tanto el pre-ARN debió ser un tipo molecular más SENCILLO, ESTABLE Y FACIL DE SINTETIZAR”.


LA TEORIA DEL ARN EN EL TIEMPO

v  1968:Francis Crick and Leslie Orgel propose that the first information molecule was RNA. Francis Crick y Leslie Orgel proponen que la molécula de ARN era la primera información.

v  19721972: Harry Noller proposes a role for ribosomal RNA in the translation of messenger RNA into protein.Harry Noller propone un papel para el ARN ribosomal en la traducción del ARN mensajero a proteína.

v  19861986: Walter Gilbert coins the term "RNA World" to describe a time during which RNA was the primary information and catalytic molecule.Walter Gilbert acuña el término "Mundo ARN" para describir un momento en el que el ARN fue la información primaria y la molécula catalítica.
Thomas Cech publishes his discovery of self-splicing (catalytic) RNA, some of the first solid evidence for the RNA World.Thomas Cech publica su descubrimiento de la auto-empalme (catalizadores) de ARN, algunas de la primera evidencia sólida para el mundo de ARN.
Kary Mullis presents the Polymerase Chain Reaction , a procedure that allows rapid copying of DNA and RNA sequences.Kary Mullis presenta la Reacción en Cadena de la Polimerasa, un procedimiento que permite la copia rápida de secuencias de ADN y ARN.

v  19891989: Thomas Cech and Sidney Altman share a Nobel Prize for discovering catalytic RNA.Thomas Cech y Sidney Altman compartir un Premio Nobel por el descubrimiento de ARN catalítico.
Gerald Joyce begins experiments simulating RNA evolution using Polymerase Chain Reaction.Gerald Joyce comienza la simulación de experimentos de la evolución de ARN utilizando la reacción en cadena de polimerasa.
Jack Szostak 's lab presents evidence for self-replicating RNA.Jack Szostak de laboratorio 's presenta evidencia de auto-replicantes de ARN.

v  19921992: Laboratorio de Harry Noller nos presenta evidencia de la participación de ARN Ribosomal en la síntesis de proteínas.

v  1993: Kary Mullis recibe un Premio Nobel de la reacción de polimerasa en cadena.
Gerald Joyce develops test-tube RNA evolution experimental procedures.Gerald Joyce desarrolla en tubos de ensayo de ARN procedimientos experimentales evolución
.

v  1994: Mientras trabajaba en el laboratorio de Szostak, Charles Wilson crea moléculas de SRN que puede llevas a cabo una simple reacción celular mejor que la proteína que normalmente se lleva a cabo en las células

CONCLUSIONES

v  El RNA es actualmente el enlace entre los dos, en forma de RNA  mensajero y como constituyente fundamental de los ribosomas, que son las “máquina” que fabrica proteínas.

v  Para validar la hipótesis del “mundo RNA” también se tiene que encontrar un mecanismo posible para duplicar los ácidos nucleídos sin enzimas. El químico norteamericano L.Orgel, pionero de los estudios sobre la replicación in vitro de los ácidos nucleicos, demostró en 1983, que los nucleótidos se unen para formar la hebra complementaria de un ácido nucleico rico en pirimidinas.

v  El conocimiento sobre los inicios del ARN nos permite conocer, estudiar  a la que algunos principios la conocen como el origen de la primera forma vida en la tierra.

v  Nos permite el estudio sobre las propiedades catalizadores que presenta.

 BIBLIOGRAFÍA

v  Doria A, Rocca G. (27/11/2007). "El Cable". Citado el 26 de Agosto de 2011, de "El Cable": Disponible en : http://www.fcen.uba.ar/prensa/cable/2007/pdf/Cable_672.pdf
v  Citado el 24 de Agosto de 2011. Disponible en: http://translate.google.es/translate?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://www.postmodern.com/~jka/rnaworld/rna/rnaworlded.html
v  Cooper GM, Hausman RE. La célula. Marbán; 2008.

Elaborado por:
- Ortiz Chanamé, Casandra & Zambrano Tello, Edith.
Estudiantes de Medicina Humana de la Universidad de San Martín de Porres
Chiclayo - Perú

1 comentario:

Anónimo dijo...

GRACIAS, BUEN APORTE