Una de las preguntas más importantes en las ciencias biológicas es como se abrió paso la complejidad molecular y celular en las primeras protocélulas. Y hay muchas preguntas al respecto, cuál fue la primera forma transmisión genética de la información, cómo se formaron las primeras biomoléculas en el interior de esos saquitos primitivos de lípidos, cómo se establecieron las primeras rutas metabólicas, entre muchas otras.
Dentro de las preguntas fundamentales sobre el origen de las primeras células, Cho y colaboradores [1] justamente se preguntaron cómo fue el origen de las primeras protocélulas específicamente, en cómo se formaron los primeros lípidos capaces de formar una bicapa que pudiera encerrar otras moléculas y propiciar la evolución de bioquímica más compleja y el establecimiento de mecanismos moleculares en las primeras células. Los ácidos grasos parecen tener la respuesta, ya que son moléculas que se han encontrado son capaces de formar y que al menos deben tener 12 carbonos para hacerlo a baja concentración, siendo una paradoja con el origen de la vida, ya que en los experimentos de química prebiótica se ha demostrado la generación de ácidos grasos de cadena corta. Un punto adicional es que las membranas de ácidos grasos son estables en valores de pH cercanos a su pKa y son inestables en la presencia de iones de magnesio y calcio, que son requeridos para la evolución de formas más complejas de reacciones bioquímicas. Los autores previamente encontraron que la funcionalización de lisofosfatidil colina permite la ligación con 2 mercaptetanos sulfonatos que resulta en la formación de fosfolípidos no canónicos. En este trabajo, encontraron que la diacilación de la cisteína con tioesteres de colina de cadena corta forman espontáneamente membranas con similitud a células. Lo importante de este trabajo es que con cadenas de tan solo 8 carbonos esto es posible.
El mecanismo de formación de estas vesículas depende de superficies con carga, en este trabajo de la superficie de vidrio de los matraces donde ser forman estas vesículas y esto ayuda a la formación de los complejos entre cisteína y tioésteres de 8 carbonos, que es consistente con el origen de la vida. Adicionalmente, demostraron que estas vesículas son estables con iones de magnesio y calcio y que son compatibles con la actividad de dos ribozimas diferentes.
Este trabajo muestra un mecanismo adicional para la formación de las primeras membranas celulares y que son estables en presencia de iones que son consistentes con la actividad de las probablemente primeras enzimas, las enzimas de ARN o ribozimas, que son dos piezas claves para el origen de la vida en este planeta.
Referencia
[1] Cho CJ, An T, Lai YC, Vázquez-Salazar A, Fracassi A, Brea RJ, Chen IA, Devaraj NK. Protocells by spontaneous reaction of cysteine with short-chain thioesters. Nat Chem. 2024 Oct 30. doi: 10.1038/s41557-024-01666-y.
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