¿Cómo nacieron los metabolismos? Científicos descubren las “claves perdidas” de la bioquímica primitiva de la Tierra

Investigadores del Instituto de Ciencias de la Tierra y la Vida (ELSI) del Instituto de Tecnología de Tokio y del Instituto de Tecnología de California (CalTech) han dado un paso crucial en la comprensión de la evolución de la bioquímica en la Tierra. A través de un innovador estudio, han abordado la enigmática cuestión de cuánto de la historia de la vida en nuestro planeta se ha perdido a lo largo del tiempo.

La Tierra primitiva, rica en compuestos simples como sulfuro de hidrógeno, amoníaco y dióxido de carbono, parecía un entorno poco propicio para la vida tal como la conocemos. Sin embargo, hace miles de millones de años, estas moléculas simples fueron esenciales para la vida primitiva, que las utilizaba como materia prima para desarrollar complejos procesos bioquímicos.

Con el fin de reconstruir la historia de estos procesos, los investigadores, recurrieron a la vasta base de datos de la Enciclopedia de Genes y Genomas de Kioto. Esta base de datos contiene información sobre más de 12,000 reacciones bioquímicas, lo que permitió a los científicos modelar el desarrollo del metabolismo paso a paso.

Los investigadores descubrieron que la clave estaba en una de las moléculas más cruciales para la bioquímica: el trifosfato de adenosina (ATP).

La importancia del ATP

El ATP es conocido como la “moneda energética” de la célula, y es indispensable para impulsar reacciones vitales como la síntesis de proteínas. Sin embargo, las reacciones que producen ATP también requieren ATP, creando un ciclo que bloquea su generación sin una fuente inicial de ATP.

Para resolver este cuello de botella, los investigadores propusieron una solución ingeniosa. Descubrieron que la porción reactiva del ATP es notablemente similar al compuesto inorgánico polifosfato. Al permitir que las reacciones generadoras de ATP utilicen polifosfato en lugar de ATP, y modificando solo ocho reacciones en total, lograron replicar casi todo el metabolismo central contemporáneo.

Este avance permitió a los investigadores estimar las edades relativas de los metabolitos comunes y explorar la formación de las vías metabólicas. A la vez, se cuestionaron si estas vías se construyeron de manera lineal o emergieron como un mosaico de reacciones de diferentes edades. Sus hallazgos revelaron que ambos tipos de vías son igualmente comunes en el metabolismo.

Estos hallazgos no solo iluminan el pasado bioquímico de la Tierra, sino que también abren nuevas vías para entender cómo la vida ha evolucionado y cómo podría evolucionar en otros planetas. La historia de la vida, aunque fragmentada, sigue revelando sus secretos a través de la química que persiste en la actualidad.