"El origen del código genético", un texto de Antonio Lazcano
Con motivo de una mesa que se llevará a cabo en torno al 70º aniversario de la descripción de la doble hélice del ADN, El Colegio Nacional nos comparte este fragmento del libro "El Universo de la Biología: El Origen de la Vida"
el colegio nacional
Antonio Lazcano es miembro de El Colegio Nacional.
En el año 2023 se cumple el 70º aniversario de la descripción estructural del ADN. Para conmemorar esta efeméride, compartimos con los lectores de Crónica el fragmento de un texto escrito por Antonio Lazcano, publicado en el libro "El Universo de la Biología: El Origen de la Vida" (Trillas, 1977). Lazcano participará en la mesa redonda "70 años de la doble hélice del ADN", coordinada por la Dra. Susana López Charretón, que se llevará a cabo mañana martes 23 de mayo, a las 6:00 pm, a través de las plataformas digitales de El Colegio Nacional.
Evento de aniversario por llevarse a cabo este martes.
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Todos los seres vivos en la Tierra poseen dos tipos fundamentales de moléculas, sin las cuales no podemos imaginar la existencia de sistemas vigentes: las proteínas y los ácidos nucleicos. En particular, la compleja molécula de DNA, cuya estructura de doble hélice conocemos gracias a los trabajos de Wilkins, Watson y Crik, es el centro coordinador de un conjunto de complicadas reacciones químicas que permiten el mantenimiento de la vida y la evolución de los organismos.
La molécula de DNA posee dos características fundamentales: para en primer lugar, el ordenamiento de los monómeros que forman es específico y característico para cada tipo de organismos y aún para cada organismo. Esta propiedad determina, a su vez, la secuencia de los aminoácidos en las proteínas que van a sintetizar el organismo. Esto ocurre mediante una serie complicada de pasos que involucra la presencia de un “mensajero”, que no es sino una molécula que a su vez posee un ordenamiento de monómeros que son complementarios de los DNA, y que transmiten a los lugares de la molécula donde se sintetizan las proteínas. A medida que estas se van formando, cada serie de tres mononucleótidos presentes en el mensajero (complementarios a los de la molécula de DNA) va especificando la posición de un aminoácido particular a la proteína que está siendo sintetizada.
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Este proceso que hemos descrito ocurre cada vez que una proteína es sintetizada, de manera que la estructura y la fundación que cada una de ellas presenta en la célula está determinada por la secuencia de las bases nitrogenadas que forman la molécula de DNA. En el segundo lugar, la molécula de DNA puede producir copias de sí misma, garantizando la continuidad genética a medida que los organismos se van reproduciendo, al transmitir a sus descendientes la información necesaria para la síntesis de sus propias proteínas. Sin embargo, durante este proceso pueden ocurrir cambios en la molécula de DNA que se han autocopiado. De este modo la información que se transmite es alterada, produciendo mutaciones que permiten la eventual evolución de los sistemas biológicos.
Sin embargo, la transmisión de la información de la molécula de DNA al mensajero, y la formación de las réplicas de la propia molécula de DNA, no pueden ocurrir sin la participación de enzimas específicas y de ciertas fuentes de energía. Aparentemente, ni las proteínas ni los ácidos nucleicos, en forma aislada, cumplen con todos los requisitos que debió haber tenido un sistema que precediera a los primeros organismos.
Esta situación plantea un problema para el cual aún no existe una respuesta definitiva: el del origen de la relación funcional entre las cadenas de polinucleótido con las de polipéptidos.
Algunos expertos empiezan a arrojar luz acerca de este problema, indicando tal vez caminos por los cuales los ácidos nucleicos pueden haber surgido abióticamente se ha logrado demostrar experimentalmente que algunas de las reacciones que llevan a cabo la síntesis de la molécula de DNA se puede producir en tubos de ensayo, fuera de las células. Mezclando ciertas enzimas extraídas de células, con un polinucleótido pequeño y en presencia de moléculas energéticas como algunos trifosfatos, el polinucleótido, aumentando de tamaño y en complejidad estructural.
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En otros experimentos, en cambio, se ha logrado sintetizar polinucleótidos, a temperaturas ligeramente mayores que la del ambiente, en presencia de fosfatos. Calentando urdina, un nucleótido que puede ser obtenido a biológicamente, se han logrado obtener cadenas de dos, tres y quizás hasta cuatro nucleótidos, siempre en presencia de fosfatos. Es razonable suponer que este tipo de reacciones ocurrieron en la Tierra primitiva y dieron lugar a los primeros polinucleótidos, que seguramente eran tan sencillos que estaban constituidos por unas cuantas unidades.
Estas reacciones pudieron haber ocurrido en el interior de los protobiontes, los sistemas pre celulares más complejos, en presencia de moléculas donadoras de energía como la del atp, que podrían proporcionar simultáneamente el fosfato necesario para la formación de los nucleótidos.
Existe un problema fundamental aún por resolver: el del origen de la relación entre los aminoácidos y los nucleótidos. La interacción entre ambos tipos de moléculas debe haber tenido lugar, muy rápidamente, durante los procesos de evolución química, dando así origen a códigos genéticos muy simples, compuestos por ejemplo de solo dos bases, y cuya complejidad fue aumentando con el tiempo. Este problema, sin embargo, aún tiene muchas interrogantes para las cuales no existen respuestas definitivas.
*Miembro de El Colegio Nacional
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