ORIGEN DE LA VIDA EVOLUCI N PREBI TICA

ORIGEN DE LA VIDA
EVOLUCIÓN PREBIÓTICA

Un poco de historia
• Edad del sistema Solar : 4580 millones de años
• En la Tierra en los primeros 150 Ma se dio el
bombardeo primordial (recordar!)
• Hace:
– 3800 Ma cesaron los grandes impactos sobre la Tierra
– 3560 Ma: restos fósiles de colonias celulares:estromatolitos
(Schopf, 1993)

• Hipótesis:
– La vida surge tan pronto como tiene oportunidad
–Mas de un surgimiento? (Maher y Stevenson, 1988)

Estromatolitos

La vida como proceso endógeno
• Darwin y ‘El origen de las especies ‘:
– ‘el creador inspiró vida a una forma sencilla y a partir de un proceso
elemental se produjeron ilimitadas formas de vida mas bellas’
– La vida como proceso químico (correspondencia privada): ‘en una pequeña
charca caliente, en presencia de sales de amonio yácido fosfórico, luz calor,
electricidad (relámpagos), etc...’
– Conclusión: un antepasado común.

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Características del antepasado común:
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Información genética
Mecanismo de replicación para poder dejar descendencia
Sistema de replicación (enzimas = proteínas)
Variabilidad en la reproducción para dar origen a la biodiversidad (mutaciones?)
A partir de allí la selección natural hace sutrabajo.

Gran problema: no es lógico suponer una coincidencia donde las proteínas y
los ácidos nucleicos estuvieran al mismo tiempo en el mismo lugar con
orígenes independientes.

El mundo del ARN

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La cadena de ARN es mas sencilla
Es lineal, no espiral y mas inestable.
¿Pudo existir ARN autocatalítico?
¿Qué ocurre en los ribosomas celulares?
1983: se descubren las primeras ribozimas(las
enzimas no son solamente las proteínas!)
• Premio Nobel de 1997: los priones.

El problema de la atmósfera
• Hay acuerdo en una cosa: no había oxígeno en la atmósfera
prebiótica. Éste inhibiría las reacciones químicas necesarias para
la formación de AA, purinas, pirimidinas y azúcares.
• La atmósfera primitiva estaba formada principalmente por N2 y
CO2.
• Se postula además (Kasting, 1993) unaimportante presión
atmosférica por alta concentración de CO2 (10 – 100 atm).
• Efecto invernadero que permitió el calentamiento del planeta.
• Éste no se disparó como en Venus, se disolvió en el agua y se fijó
en las rocas.
• Cota temporal a la formación de océanos?

Experimentos históricos

• Década del 30- Oparin y Haldane: con una atmósfera
oxidante como la actual no pudo surgir la vida (eloxígeno
capta al hidrógeno libre imposibilitando la formación de molec. orgánicas)
atmósfera primordial reductora (rica en H y dadores : CH4, NH3)

• 1953- Miller y Urey: CH4, NH3,H2O,H2 = AA !
• 1961- Oro: AA y adenina (ADN,ATP)
Modelo atmosférico erróneo
(en realidad CO2 y N2)

Experimento de
Miller - Urey

El origen y la evolución temprana de la vida:
química prebiótica, el mundo del pre-ARN yel
tiempo (Lazcano y Miller, Cell:85, 793-798, 1996)
• En este trabajo (review) se tratan y resumen algunos de los
aspectos que ya hemos tratado.
– Se señala la existencia de un mundo del ARN, pero no tal como lo
conocemos ahora, dada la inestabilidad de la ribosa (vida media de 73
minutos a 100 oC y pH=7 y 44 años a 0 oC y pH7)
– Además al sintetizarse ribosa, se sintetizan otros azúcares queinhiben la
posterior síntesis de la misma.
– Se habla de un piranosil-ARN.
• La ribosa tiene un anillo de 5 eslabones con 4 carbonos y un oxígeno.
• En el pARN tiene un carbono adicional en el anillo y es mas estable.

– Se supone además que los primeros organismos fueron autótrofos, eran
capaces de generar compuestos orgánicos a partir de sustancia inorgánica.

Continuación: escalas temporales.
• Enel meteorito de Murchison se encontraron AA y este
meteorito tiene la edad del SS.
• Si consideramos uno, la adenina, ésta tiene una vida media de
204 días a 100 oC y pH =7 (10 veces mas que la citosina)
• Se generan restricciones temporales para el pasaje de AA a
organismos vivos capaces de disparar la evolución darwiniana: 5
millones de años (Lazcano, 1994)
• Este límite temporal es el...