Origen De La Vida

El origen de la información genética y del sistema de síntesis de proteínas

Desde mi punto de vista, el mayor reto a cualquier teoría naturalista de biogénesis es el problema del origen de la información genética. Este problema, enunciado con brevedad, es como sigue: ¿Cómo unas secuencias específicas de bases conteniendo una información biológicamente relevante se acumularon de manera espontánea (naturalísticamente) en polinucleótidos sobre la Tierra prebiótica? Estas secuencias tienen que haber llegado a abarcar todas las necesidades de la célula mínima, y, por tanto, todas tienen que haberse juntado dentro del mismo pequeñísimo volumen.

El problema conceptual es abrumador. Para que la información biológica funcione en el estado de vida, tiene que ser traducida a las secuencias de aminoácidos de al menos varios cientos y posiblemente varios miles de diferentes enzimas y otras proteínas. La maquinaria molecular para la duplicación, transcripción y traducción de la información genética (y al menos se precisa de 70 proteínas específicas sólo para estas funciones) tiene que estar ya toda en funcionamiento para que el sistema efectúe su ciclo completo de funciones la primera vez. Considerando la cantidad total de secuencias posibles de las bases en un polidesoxiribonucleótido lo suficientemente largo para codificar todos los enzimas y otras proteínas necesarias para el estado de vida (Ambrose, 1982, pág. 135), la probabilidad de formar incluso una pequeña fracción de la información necesaria por procesos naturalistas --incluso a lo largo de períodos miles de veces más largos que toda la duración que se supone al cosmos-- es virtualmente nula (Eden, 1967; Hoyle y Wickramasinghe, 1981, págs. 23-33). Las minúsculas indicaciones experimentales de ordenación en secuencias no aleatorias ya sea en polinucleótidos, ya en polipéptidos (Fox, 1978) en estudios de <<simulación>> son totalmente inadecuados para afrontar este problema (cf. Yockey, 1977, 1981). El problema no es sencillamente la demostración de alguna ordenación no aleatoria, sino la de demostrar una ordenación biológicamente relevante.

Luego, naturalmente, existen los problemas previos de la acumulación espontánea de elementos constitutivos de los ácidos nucleicos (nucleótidos), y la incorporación de sólo los nucleótidos naturales en moléculas primitivas de ácidos nucleicos. Shapiro (1984) ha presentado un convincente argumento de que tales acontecimientos habrían sido enormemente improbables en la Tierra prebiótica.

Algunos científicos mantienen que ya se ha logrado un significativo progreso experimental acerca del problema del origen de la información genética. Yo clasificaría a Fox entre los que pertenecen a este grupo. Su creencia es que una mayor investigación acerca del modelo del proteinoide dará finalmente la respuesta: Puede que se precise de tiempo, pero ya tenemos claves experimentales indicando el camino (Fox, 1981). Los proteinoides mismos fueron los primeros portadores significativos de información biológica.

Otros investigadores han destacado la enorme dificultad del problema, respondiendo con una variedad de propuestas y posiciones diferentes.

Kuppers (1983, pág. 279) declara que <<La probabilidad de que un sistema genéticamente integrado se monte espontáneamente por pura casualidad es insignificantemente pequeña. Esto es cierto incluso de la síntesis al azar de una pequeña molécula de enzima optimizada para alguna función biológica>>. Tanto Kuppers (1983) como Eigen (1971; Eigen et al., 1981) han respondido a este reto desarrollando unas (similares) complicadas teorías acerca del origen naturalista de la información genética basadas en el concepto del <<hiperciclo>>. Se conciben los primitivos hiperciclos como agrupaciones acopladas de moléculas de ARN auto-duplicantes y polipéptidos catalizadores asociados. Se afirma que estos sistemas químicos, al principio relativamente sencillos, tienen la propiedad de evolucionar espontáneamente hacia sistemas moleculares genéticos integrados, esto es, las primeras células vivas.

Por atractivas que puedan ser estas ideas de Eigen y Kuppers, el sustento experimental de las mismas es desde luego bien parco. Además, esta línea de pensamiento parece adolecer de un fallo fatal en cuanto a que no puede explicar el origen del ARN y de las proteínas catalíticas que necesita para el surgimiento de los hiperciclos. Eigen y Kuppers dan por supuesto que los experimentos de evolución química han mostrado cómo tales moléculas pudieron haber surgido en la Tierra primitiva, pero la verdad es que no existe ninguna evidencia que sustente tal tesis. Toda la información química de que disponemos arguye intensamente en contra de una aparición prebiótica espontánea de ácidos nucleicos (Shapiro, 1984). Admiro los esfuerzos que estos experimentadores han hecho y que creen que deben continuar, pero dudo de que sus presentes perspectivas tengan mucho que ver con el verdadero origen de la vida.

Cairns-Smith (1982) también reconoce claramente la seriedad del problema. El actual sistema genético molecular no se pudo desarrollar espontáneamente en la Tierra primitiva. ¿Brotó entonces la primera vida de manera naturalista? Sí, pero los primeros organismos eran sistemas inorgánicos basados en minerales de arcilla. Posteriormente, el sistema carbonáceo ocupó el campo. Ésta es una idea novedosa, y merece más estudio por parte tanto de creacionistas como de evolucionistas químicos. Hay posibilidades aquí para experimentos significativos.

Monod (1972) argumentaba a lo largo de las siguientes líneas básicas. El origen naturalista del primer sistema genético era sumamente improbable. Pero estamos aquí y el origen de la vida tiene que haber sido un acontecimiento o proceso naturalista. ¿Qué otra cosa pudo ser? Por ello, el origen de la vida fue de hecho un acontecimiento (o conjunto de acontecimientos) muy raro, de baja probabilidad. Monod pudiera estar en lo cierto, pero no tenemos la posibilidad de demostrar la corrección de su postura, porque estamos tratando aquí con lo que viene a ser un <<milagro naturalista>>. Naturalmente, la conclusión del creacionista de que la primera información genética provino de un origen sobrenatural tampoco está sujeta a una verificación experimental directa.

Moviéndonos a lo largo de nuestra gama de posturas acerca del problema del origen de la información genética llegamos a Hubert Yockey, aunque podría ser situado algo más adelante. Yockey parece considerar totalmente inadecuados todos los escenarios naturalistas propuestos hasta ahora para poder dar cuenta de ninguna cantidad significativa de información genética o de información biológica almacenada en polipéptidos (Yockey, 1981). Como mucho, ve un cierto potencial para producir una pequeña proteína aislada. Sus cálculos probabilísticos tienen en cuenta el hecho de que hay 39 isómeros ópticos de los 20 aminoácidos constituyentes de las proteínas, punto éste no destacado por otros autores (Yockey, 1977).

Crick reconoce el problema de un origen naturalista de la vida en la Tierra primitiva, pero no lo descarta. Sugiere él la posibilidad alternativa de que la primera vida (microbiana) en la Tierra puede haber llegado de otras partes en el cosmos, quizá transportada en una nave espacial no tripulada (Crick, 1981, págs. 141-153). Esta solución, llamada <<panspermia dirigida>>, nos deja con el enojoso problema de cómo surgió la vida en el planeta desde el que fueron enviados los microbios. Quizá fue por panspermia dirigida, y así ad infinitum.

Hoyle y Wickramasinghe, en una notable serie de libros (p.e., Hoyle, 1983; Hoyle y Wickramasinghe, 1981), han desarollado la postura de que la vida no pudo surgir espontáneamente (esto es, al azar) en ningún lugar del cosmos. Alguna clase de inteligencia tiene que haber conducido el proceso. Pero no queda claro del todo cómo debemos concebir esta inteligencia. En el libro El Universo Inteligente (1983, pág. 136) Hoyle dice: <<La inteligencia responsable de la creación de la vida basada en el carbón en la teoría cósmica queda firmemente dentro del Universo y es subordinada a él>>. Él distingue de manera clara esta inteligencia inmanente del concepto de un Dios sobrenatural creador fuera del espacio y del tiempo.

Aparato empleado para la síntesis de aminoácidos mediante rayos ultravioleta de lámpara de mercurio.

(Según Kenyon y Steinman, 1969. Biochemical Predestination, Nueva York: McGraw-Hill, pág. 135.)

Mi propia postura acerca de este tema se puede bosquejar de la siguiente manera: No creo que el sistema de codificación genética y de síntesis de proteínas pudo haberse desarrollado de manera naturalista a partir de configuraciones materiales más simples. Cuanto más aprendemos acerca de los detalles moleculares del sistema, tanto más fuerte se hace esta posición. Cuando se toman en cuenta todas las líneas pertinentes de evidencia y se afrontan de manera franca todos los problemas, creo que debemos llegar a la conclusión de que la vida debe su origen a una fuente externa a la naturaleza (Kenyon, 1984b). Algunas de las principales líneas de evidencia y de razonamiento que sustentan esta postura son como siguen:

(1) La virtual imposibilidad de un origen espontáneo de la información genética, incluso en 10 o 20 mil millones de años.

(2) El hecho de que la tendencia dominante en las <<simulaciones del total>> es hacia la producción de materiales macromoleculares no biológicos intratables (Folsome, 1979; Folsome et al., 1975; Kenyon, 1984b). En estos experimentos no se encuentran biopolímeros. Predominan las

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