Nueva teoría del código genético podría cambiar los libros de texto

Durante décadas, la ciencia ha intentado desentrañar el origen del código genético, el sistema universal que traduce secuencias de ADN y ARN en proteínas. Sin embargo, nuevos descubrimientos liderados por Sawsan Wehbi, estudiante de doctorado en la Universidad de Arizona, han desafiado las teorías tradicionales y podrían reescribir los libros de texto. El estudio, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), sugiere que los enfoques anteriores basados en experimentos químicos no representaban con precisión las condiciones evolutivas de la vida primitiva.

Históricamente, modelos como el famoso experimento de Urey-Miller de 1952 han sido fundamentales para teorizar sobre el origen del código genético. Este experimento mostró cómo condiciones similares a las de la Tierra primitiva podían generar aminoácidos simples, base de las proteínas. Sin embargo, no logró producir aminoácidos más complejos, como los que contienen azufre, lo que llevó a la suposición de que estos se incorporaron tardiamente al código genético.

El equipo de Wehbi sostiene que estos enfoques han subestimado la influencia de las condiciones biológicas en lugar de las químicas abiotíticas. Su investigación muestra que ciertos aminoácidos, como la cisteína y la metionina, fueron cruciales desde las primeras etapas de la evolución, contradiciendo el consenso propuesto por Eugene N. Trifonov. Este pionero había establecido un orden de incorporación basado en métricas químicas y abiotíticas que ahora parecen inexactas.

Para trazar la historia del código genético, los investigadores utilizaron datos de secuencias proteicas ancestrales asociadas con el último ancestro común universal (LUCA, por sus siglas en inglés). En lugar de analizar proteínas completas, se enfocaron en sus dominios funcionales, elementos más pequeños que han perdurado en la evolución. Según Wehbi, este enfoque permite rastrear estructuras más antiguas, comparándolo con estudiar una rueda en lugar de un vehículo completo.

Los hallazgos revelaron que los primeros aminoácidos reclutados al código genético fueron los más simples y pequeños, mientras que los más complejos se integraron posteriormente. Sorprendentemente, las secuencias incluso anteriores al LUCA mostraron una alta proporción de aminoácidos aromáticos, lo que sugiere la existencia de sistemas genéticos previos que dejaron huellas en los códigos modernos.

Uno de los descubrimientos más impactantes del estudio es la reevaluación del rol de los aminoácidos que contienen azufre. Lejos de ser incorporaciones tardías, estos compuestos desempeñaron un papel esencial en los primeros sistemas biológicos. La abundancia de azufre en el ambiente primitivo habría facilitado el desarrollo de procesos metabólicos cruciales, como la formación de enlaces con metales.

Además, los investigadores encontraron un enriquecimiento de aminoácidos capaces de unirse a metales como el hierro y el zinc en las proteínas primitivas. Esto refuerza la hipótesis de que los primeros organismos dependían de catalizadores metálicos para realizar funciones esenciales, un hallazgo con implicaciones también para la astrobiología. Según Dante Lauretta, coautor del estudio, este conocimiento podría ser clave para buscar vida en mundos como Marte o Europa, donde existen ciclos ricos en azufre.

Los resultados de esta investigación representan una revolución en la comprensión del código genético y abren nuevas líneas de investigación. Al basarse en datos evolutivos en lugar de supuestos químicos, el trabajo de Wehbi no solo ofrece una perspectiva más precisa sobre los orígenes de la vida, sino que también plantea preguntas fundamentales: ¿Qué otros sistemas genéticos pudieron existir antes del LUCA? ¿Cómo interactuaban con su entorno?

Los autores planean expandir su investigación simulando condiciones de entornos primitivos y comparando sus hallazgos con datos de misiones espaciales. Estas exploraciones podrían ayudar a identificar ingredientes esenciales para la vida y, eventualmente, contribuir a la búsqueda de organismos en otros planetas.

El estudio liderado por Sawsan Wehbi marca un punto de inflexión en el campo de la biología. Al desafiar paradigmas de larga data, demuestra cómo un enfoque innovador puede cambiar nuestra comprensión de los mecanismos fundamentales de la vida. Este trabajo no solo tiene el potencial de transformar los libros de texto actuales, sino también de inspirar futuras investigaciones sobre los orígenes de la vida, tanto en la Tierra como en otros rincones del universo.