Síntesis Prebiótica

Síntesis Prebiótica

Tras las contundentes experiencias de Pasteur, el problema del origen de la vida tardó más de setenta años en ser abordado de nuevo.

Según Oparín y Haldane, la vida sería el resultado de un proceso gradual que comprendía tres etapas. Las dos primeras denominadas síntesis prebióticas.

- Asociación progresiva de moléculas inorgánicas para originar moléculas orgánicas sencillas. La mezcla de gases de la primitiva atmósfera, expuesta a la radiación solar, reaccionaría para dar lugar a moléculas orgánicas tales como aminoácidos o azúcares.

- Condensación: de las moléculas orgánicas sencillas para formar moléculas orgánicas más complejas. Estos compuestos acumulados en los océanos primitivos originarían una "sopa" primordial.

- Formación: en el seno de la "sopa" de agregados moleculares en forma de "coacervados". Estos coacervados serían los precursores de los primeros organismos.

La síntesis prebiótica

La palabra prebiótica, quiere decir antes de la vida en la Tierra.

“Síntesis prebiótica” fue un término utilizado en 1924, por el bioquímico ruso Alexander Oparín quien fue un biólogo y bioquímico soviético que realizó importantes avances conceptuales con respecto al origen de la vida en el planeta Tierra. En 1924 comenzó a desarrollar una hipótesis acerca del origen de la vida, que consistía en un desarrollo constante de la evolución química de moléculas de Carbono en el caldo primitivo. La hipótesis de Oparín fue retomada por Stanley Miller, que puso en práctica el experimento que lograba crear materia orgánica a partir de materia inorgánica, demostrándose así la plena validez de la hipótesis de Oparín.

El término, lo utilizó para elaborar una teoría para explicar el origen de la vida, la cual se basaba en el conocimiento de las condiciones físico-químicas que reinaban en la Tierra hace 3.000 a 4.000 millones de años. Oparín postuló que, gracias a la energía aportada primordialmente por la radiación ultravioleta procedente del Sol y a las descargas eléctricas de las constantes tormentas, las pequeñas moléculas de los gases atmosféricos (H2O, CH4, NH3) dieron lugar a unas moléculas orgánicas llamadas prebióticas. Estas moléculas, cada vez más complejas, eran aminoácidos (elementos constituyentes de las proteínas) y ácidos nucléicos. Según Oparín, estas primeras moléculas quedarían atrapadas en las charcas de aguas poco profundas formadas en el litoral del océano primitivo. Al concentrarse, continuaron evolucionando y diversificándose.

El proceso de formación tiene unas fases iniciales:

1-Formación de moléculas orgánicas sencillas.

2-Formación de moléculas orgánicas complejas.

3-Formación de coacervados. Son un conjunto de moléculas coloidales en las que las moléculas de agua están rígidamente orientadas respecto a ellas y rodeadas por una película de agua, que delimitan nítidamente los coacervados del líquido en el cual flotan.

Teoría del origen de la vida

Gracias a sus estudios de astronomía, Oparín sabía que en la atmósfera del Sol, de Júpiter y de otros cuerpos celestes, existen gases como el metano, el hidrógeno y el amoníaco. Estos gases son sustratos que ofrecen carbono, hidrógeno y nitrógeno, los cuales, además del oxígeno presente en baja concentración en la atmósfera primitiva y más abundantemente en el agua, fueron los materiales de base para la evolución de la vida.

Para explicar cómo podría haber agua en el ambiente ardiente de la Tierra primitiva, Oparín usó sus conocimientos de geología. Los 30 km de espesor medio de la corteza terrestre constituidos de roca magmática evidencian, sin duda, la intensa actividad volcánica que había en la Tierra. Se sabe que actualmente es expulsado cerca de un 10% de vapor de agua junto con el magma, y probablemente también ocurría de esta forma antiguamente. La persistencia de la actividad volcánica durante millones de años habría provocado la saturación en humedad de la atmósfera. En ese caso el agua ya no se mantendría como vapor.

Oparín imaginó que la alta temperatura del planeta, la actuación de los rayos ultravioleta y las descargas eléctricas en la atmósfera (relámpagos) podrían haber provocado reacciones químicas entre los elementos anteriormente citados. Esas reacciones darían origen a aminoácidos, los principales constituyentes de las proteínas, y otras moléculas orgánicas.

Las temperaturas de la Tierra, primitivamente muy elevadas, bajaron hasta permitir la condensación del vapor de agua. En este proceso también fueron arrastradas muchos tipos de moléculas, como varios ácidos orgánicos e inorgánicos. Sin embargo, las temperaturas existentes en esta época eran todavía lo suficientemente elevadas como para que el agua líquida continuase evaporándose y licuándose continuamente.

Oparín concluyó que los aminoácidos que eran depositados por las lluvias no regresaban a la atmósfera con el vapor de agua, sino que permanecían sobre las rocas calientes. Supuso también que las moléculas de aminoácidos, con el estímulo del calor, se podrían combinar mediante enlaces peptídicos. Así surgirían moléculas mayores de sustancias albuminoides. Serían entonces las primeras proteínas en existir.

La insistencia de las lluvias durante millones de años acabó llevando a la creación de los primeros océanos de la Tierra. Y hacia ellos fueron arrastradas, con las lluvias, las proteínas y aminoácidos que permanecían sobre las rocas. Durante un tiempo incalculable, las proteínas se acumularían en océanos primordiales de aguas templadas del planeta. Las moléculas se combinaban y se rompían y nuevamente volvía a combinarse en una nueva disposición. De esa manera, las proteínas se multiplicaban cuantitativa y cualitativamente.

Disueltas en agua, las proteínas formaron coloides. La interacción de los coloides llevó a la aparición de los coacervados. Un coacervado es un agregado de moléculas mantenidas unidas por fuerzas electrostáticas. Esas moléculas son sintetizadas abióticamente. Oparín llamó coacervados a los protobiontes. Un protobionte es un glóbulo estable que es propenso a la autosíntesis si se agita una suspensión de proteínas, polisacáridos y ácidos nucléicos. Muchas macromoléculas quedaron incluidas en coacervados.

Es posible que en esa época ya existieran proteínas complejas con capacidad catalizadora, como enzimas o fermentos, que

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