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ADN

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¿Qué fue primero el huevo o la gallina? (El mundo del ARN)

Dogma Central de la Biología Molecular

Dogma Central de la Biología Molecular

Si pensáramos en la biomolécula responsable del origen de la vida, probablemente pensaríamos en el ADN. Seguramente alguna vez has escuchado hablar acerca de esta molécula, ya que es la molécula que contiene nuestra información genética. De acuerdo al Dogma Central de la Biología, a partir del ADN se puede obtener ARN (del cual hablaremos más adelante) y, posteriormente, proteínas.

Las proteínas son moléculas muy importantes para los organismos, ya que llevan a cabo diferentes tareas en el organismo, tales como funcionar como estructuras (como lo son la queratina y el colágeno), ser parte del sistema inmune (como los anticuerpos), transportar moléculas u otras proteínas y, una muy importante e interesante, llevar a cabo reacciones químicas en el organismo de forma muy eficiente (a este tipo de proteínas se les conoce como enzimas). Pues bien, algunas proteínas participan en la replicación y en la interpretación de la información contenida en el ADN, por lo que con la ayuda de algunas proteínas a partir del ADN se obtiene el ARN y nuevas proteínas con diferentes destinos, de acuerdo a las necesidades de la célula.

ADN

ADN

Bueno, pero ¿para qué todo lo explicado anteriormente? Si comparamos a las proteínas y al ADN ¿cuál de estas dos moléculas pensarías que fue la primera? Resumiendo un poco: a partir del ADN se puede obtener nuevas proteínas pero para que esto suceda se necesita la ayuda de otras proteínas que interpreten y ayuden a la conservación de esta información, sin embargo, estas proteínas también se encuentran codificadas en alguna parte del ADN… Sigue de pie la duda ¿qué fue primero el huevo o la gallina? No… Más bien ¿Qué fue primero el ADN o las proteínas?

Una buena pregunta ¿verdad? El ADN contiene la información pero necesita de proteínas para su procesamiento y las proteínas son capaces de procesar y replicar al ADN pero para ello necesitan de éste o de una cadena que le sirva de molde… Bajo este contexto es como presentaremos al ARN. Éste es una molécula intermediaria entre el ADN y las proteínas, es decir, es una forma más entendible de la información genética del ADN y facilita la producción de proteínas. Fue hasta en 1980 cuando los científicos Thomas

Diferentes proteínas

Diferentes proteínas

Cech y Sidney Altman descubren que las proteínas no son las únicas capaces de llevar a cabo actividades catalíticas (reacciones químicas) sino que ¡el ARN también era capaz de llevar a cabo este tipo de tarea! y que también era capaz de autoreplicarse. A estas moléculas de ARN se les conoce como “ribozimas” (nombradas así por Kelly Kruger en 1982).

De esta manera, en 1986, Walter Gilbert propone la hipótesis del “Mundo del ARN”, en la cual se plantea que el ARN fue el primero que se formó y que fungía el papel de ADN y de la proteínas en las células primitivas gracias a su actividad enzimática. De hecho, en algunos virus como el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) y el la Influenza llevan como información genética moléculas de ARN y no de ADN.

La forma en que se pasó de ARN a ADN se desconoce aún, pero se plantea que fue a través de un proceso evolutivo. ¿Por qué no se quedó en ARN? Esto puede deberse a que el ADN es más estable que el ARN. En cuanto en cómo pasó la actividad enzimática a las proteínas es una duda que persiste y aún se estudia. Por lo mientras entre que es el huevo o la gallina, el ARN es, hasta ahora, el mejor candidato a ser la biomolécula responsable del origen de la vida.

Walter Gilber. Premio Nobel de Química en 1980

Walter Gilber. Premio Nobel de Química en 1980

Ribozima (ARN con actividad catalítica)

Ribozima (ARN con actividad catalítica)

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¡Yo si quería un parque Jurásico!

Vida media del ADN

Muchas personas soñamos con visitar un parque lleno de seres prehistóricos, alimentarlos y convivir con ellos, otros tantos enfrentan la apología del terror llena de bestias con enormes dientes y garras que podrían devorarnos en un instante. Pero…

“¿Existe la posibilidad de extraer ADN de mosquitos prehistóricos preservados en ámbar?”

Es una enorme tarea determinar si estas ideas son posibles, y lo primero que se debe tener es ADN prehistórico, la base de la vida de todos los tiempos, para ello es difícil encontrar fósiles que aún contengan restos completos de esta molécula para realizar las determinaciones necesarias.

Sin embargo, para realizar dichas tareas hay que tomar diversas variables que puedan degradar al ADN, entre las que encontramos temperatura, pH, humedad, carga microbiana y el oxígeno.

Todo en esta vida tiene un tiempo para existir, y un equipo de paleontólogos a cargo de  Morten Allentoft de la Universidad de Copenhague y de Michael Bunce de la Universidad Murdoch, se dieron a la tarea de determinar el tiempo que “vive” el ADN.

Para ello, examinaron ADN mitrocondrial de 158 muestras obtenidas de fósiles de Moas que tienen entre 600 y 8,000 años de antigüedad. Las moas son un tipo de aves que habitaban Nueva Zelanda hasta hace 500 años debido a su extinción. La fragmentación de ADN determinada tiene una tasa de  5.50 × 10–6 nucleótidos en un año, 400 veces menos a la calculada anteriormente in vitro a un pH de 5,0.

¿Entonces cuánto “vive” el ADN?

El grupo de Paleóntologos publicaron en la revista Proceedings B de la Sociedad Real, que el tiempo de vida media del ADN es de 521 años, eso quiere decir que en 521 años la mitad de enlaces de nucléotidos que conforman la molécula del ADN  se romperán y que tras otros 521 años, otra mitad de enlaces tardarán en romperse.

“Con esto confirmamos que es es incorrecto recuperar ADN de insectos preservados en ámbar” –Afirma Simon Ho, un biólogo computacional de la Universidad de Sidney.

La siguiente tarea es determinar el tiempo que tarda en degradarse el ADN en diversas condiciones y lugares, como en volcanes, glaciares y cavernas.

Lamentablemente no podré tener mi parque prehistórico después de todo, y afortunadamente muchos podrán descansar tranquilamente después de saber que un Velociraptor no abrirá la puerta de su casa.

http://www.nature.com/news/dna-has-a-521-year-half-life-1.11555

http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/early/2012/10/05/rspb.2012.1745

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