Biología

Descubren un vestigio del antiguo mundo de ARN

(NC&T) Para iniciar muchas funciones importantes, las bacterias en ocasiones dependen completamente de formas arcaicas de ARN, consideradas tiempo atrás como simples intermediarios químicos entre el "manual de instrucciones" que es el ADN y la fabricación de proteínas.

Las proteínas realizan casi todas las funciones de la vida celular en la actualidad, pero muchos científicos creen que no siempre fue éste el caso, y han encontrado muchos ejemplos en los que el ARN desempeña un papel sorprendentemente importante en regular la actividad celular. El nuevo estudio ilustra que, al menos en las bacterias, las proteínas no siempre son necesarias para promover un importante número de cambios celulares fundamentales, una situación que, en opinión del profesor Ronald Breaker y otros científicos, fue común en la Tierra hace 4.000 millones de años, mucho antes de que existiera el ADN.

¿Cómo pudo el ARN impulsar cambios en las células primitivas sin tener a su alcance el arsenal de proteínas con que cuentan las células modernas?

El equipo de investigadores del laboratorio de Breaker ha resuelto el misterio de décadas de existencia, al describir cómo pequeñas moléculas circulares de ARN llamadas c-di-GMP son capaces de activar y desactivar genes. Este proceso determina si la bacteria nadará o permanecerá estacionaria, o si seguirá en solitario o se unirá a otras bacterias para formar masas orgánicas llamadas biopelículas. Por ejemplo, en la Vibrio cholerae, la bacteria que causa el cólera, la c-di-GMP desactiva la producción de una proteína que la bacteria necesita para adherirse a los intestinos humanos.

Antiguo mundo de ARN
Ronald Breaker y la estructura química de la c-di-GMP. (Foto: Yale U.)
La pequeña molécula de ARN, formada por sólo dos nucleótidos, activa a una estructura de ARN, más grande, descrita como un ribointerruptor. El equipo de Breaker descubrió ribointerruptores en bacterias hace seis años, y desde entonces se ha demostrado que regulan una cantidad sorprendente de funciones biológicas. Los ribointerruptores, localizados en cadenas simples de ARN-mensajero que transmiten una copia de las instrucciones genéticas del ADN, pueden "decidir" de manera independiente a qué genes van a activar en la célula, una habilidad que se suponía dependía en exclusiva de las proteínas.

Esto sería un vestigio, o una "ciudad" para seguir la analogía, de lo que Breaker y otros investigadores llaman el Mundo de ARN. Ellos creen que hace miles de millones de años, cadenas simples de nucleótidos, que comprendían entre ellas al ARN, fueron las primeras formas de vida que existieron, y que realizaban algunas de las complicadas funciones celulares que hoy llevan a cabo las proteínas.




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