dimecres, 4 de novembre de 2009

va sorgir la vida d'una pedra? (part 1)


Si hi ha un misteri insondable i totalment impossible de resoldre, a banda de trobar el sistema nerviós central de la classe política d'aquest país, és l'origen de la vida. Fins i tot si aconseguíssim crear vida dins un matrau que reproduís una hipotètica "sopa primigènia" no podríem tindre mai la certesa de que en realitat fos així. Però és evident que sempre hi haurà algú a qui aquest dilema el cridi com els diners al senyor Millet i es llenci a la recerca d'una explicació plausible . I per això han sortit moltes i diverses hipòtesis al llarg de la història.

La primera fou la més fàcil. Diu que hi havia un paio amb barba i pel blanc que primer va crear la terra i les estrelles i després la vida. No obstant, malgrat el fotimer de gent que ha parlat amb Déu al llarg de tots aquests milions d'anys, no hi ha ningú que hagi aconseguit treure-li la recepta per fer vida del no res. Llàstima.

Una altra hipòtesi és la panspèrmia, que ens explica que la llavor de la vida va arribar a la terra des de l'espai exterior. D'això ... És una bona forma de llençar pilotes fora. De fet no té res de dolent, podria ser, i tant, però el problema és que si bé explica com va poder arribar la vida a la terra, no explica pas l'origen de la vida.



I és que aquest origen no té perquè vindre de l'espai exterior o ser diví, doncs al nostre planeta hi ha prou material com per que es pugui generar vida. De fet, en l'actualitat, la hipòtesi més acceptada és la que situa aquest origen a la Terra, i es basa en el "món del RNA".

El RNA és una de les tres molècules maó de la vida al nostre planeta. Les altres dues són el DNA, que forma els nostres gens, i, per últim, les proteïnes. El DNA emmagatzema la informació genètica. Aquesta informació es transmet i llegeix dins la cèl·lula gràcies al RNA donant lloc a les proteïnes, que fan possible tot un munt de funcions, entre elles la que li dona a les cèl·lules la capacitat de replicar el seu DNA, dividint-se durant generacions i fent que la vida s'hagi mantingut i evolucionat durant tot aquest temps. Es tracta d'un cercle que dóna lloc a la típica pregunta de l'ou i la gallina: Perquè la gallina no menja ous ferrats amb ho bons que estan?. Perdó, és que tinc gana. La pregunta era: Què va ser abans?

Doncs els que en saben diuen que primer fou el RNA. Perquè? Per tres raons. La primera és que, de les tres, és la molècula més senzilla, el que suggereix que dins una "sopa primigènia" seria la que podria sorgir per atzar amb més facilitat. La segona raó per triar el RNA fou que, al igual que el DNA, enmagatzema informació genètica, funció imprescindible per mantindre una espècie al llarg de diverses generacions. I la tercera raó va arribar als 1980s, quan en Tom Cech i en Sydney Altman van descobrir els ribozymes, unes molècules de RNA que, a més de poder codificar informació genètica, tenien activitat catalítica, un fenòmen que abans es pensava exclusiu de les proteïnes. Més tard s'ha comprovat al laboratori que aquest tipus de RNAs tenen la capacitat d'autoreplicar-se, tot i que de forma força limitada. Així, un ribozyma seria una unitat d'informació genètica amb el poder de reproduir i replicar la seva pròpia informació de generació en generació. I a partir d'aquí, què va passar? Com es va formar la primera cèl·lula que donaria origen a la resta d'organismes del planeta?

Diuen que un cop format aquest RNA tan especial, es va embolcallar per atzar d'una capa de lípids, greixos que repelen l'aigua, adquirint així una primigènia "membrana cel·lular" i formant les primeres proto-cèl·lules. Serien com microscòpiques gotes d'oli que contendrien al seu interior RNA amb capacitat d'autoreplicar-se. Després va arribar el DNA, més complex i estable que el RNA, que va prendre la funció de mantindre la informació genètica. I les proteïnes van guanyar la partida catalítica en ser molt més eficients, adoptant diferents funcions cada cop més complexes. Entre les tres biomolècules s'establiria llavors una íntima relació en la que cadascuna tindria unes funcions determinades. Després l'evolució va fer la resta.

Però en tot això hi ha diversos buits. En primer lloc la limitada capacitat del RNA (dels ribozymes) per replicar-se, que no li hauria permès reproduir-se amb la facilitat necessària. I, en segon lloc, que per dur a terme la seva activitat catalítica el RNA necessita energia. Per aquells temps la podria haver obtingut de l'ambient, però calia una font constant que difícilment es trobaria a la "sopa primigènia" a on tot es donava i es trobava per atzar.

L'energia, quin paper pot jugar l'energia en tot aquest misteri? I és que potser per solventar l'enigma de l'origen de la vida no cal centrar-se en quina de les tres biomolècules maó fou la primera en aparèixer, sinó d'on podrien treure l'energia per fer les seves funcions. En l'actualitat les cèl·lules obtenen l'energia gràcies a les seves membranes. Es tracta d'energia química, condensada en una molècula coneguda com ATP (abreviació de adenosine tri-phosphate). Aquest sistema d'obtenció i gestió de l'energia en forma d'ATP és força complex biològicament parlant, però alhora universal, utilitzat per totes les cèl·lules, el que podria voler dir que la primera de les cèl·lules ja funcionava mitjançant aquest sistema. Així, seria possible que l'origen de la vida no es trobés ni al RNA, ni al DNA ni a les proteïnes, sinó a una membrana amb capacitat de generar energia química suficient perquè es formessin totes aquestes molècules. Existeix aquest tipus de membrana? Sembla que sí. I sembla que podria ser una cosa tan senzilla com una simple pedra...

19 comentaris:

La lectora corrent ha dit...

"Totalement impossible de resoldre"... no ho sabem. Moltes coses que abans semblaven impossibles amb el temps han estat realitat. Qui hauria pensat fa 50 anys que seria possible escriure una cosa i que immediatament pogués veure-la una persona des de qualsevol lloc del món? O que es podria accedir al contingut de les biblioteques, diaris, revistes, etc. des de qualsevol lloc a través d'una màquina? Tot i que ara per ara encara no s'ha aconseguit la síntesi d'una cèl·lula, el treball de Cech i Altman, que esmentes, i el de Szostak i el seu equip amb els ribozims són ja en el camí per aconseguir-ho.

És possible que la vida s'hagi originat més d'un cop i en més d'un lloc de l'Univers. Allò que ha fet possible que la vida es mantingués a la Terra ha estat l'aparició dels ecosistemes. Si no s'hagués diferenciat aviat la vida en formes diferents, en què unes cèl·lules podien aprofitar els productes del metabolisme d'unes altres, aquell brou primigeni s'hauria esgotat i la vida s'hauria extingit. Em sembla que algú es va entretenir a calcular quan hauria passat això i el resultat era d'uns 300 milions d'anys.

Asimetrich ha dit...

Ep lectora corrent. Tens raó, serà possible resoldre el misteri el dia que ens traslladem en el temps fins a l'origen de la vida i ho veiem en directe :-)

Seriosament parlant, crec que qualssevol hipòtesi que es faci no deixarà de ser mai una hipòtesi. La única forma d'estudiar aquestes coses és mitjançant evidències indirectes (com a molt). És més, encara que creem vida dins un matrau al laboratori, simulant les condicions de la terra en aquell moment (condicions que ens pensem que van ser així), tindríem una possible explicació, però mai la certesa. Jo també sóc dels que pensa que arribarem a veure coses impensables, però en aquest cas no "ho veurem" pas.

El que dius de l'origen de la vida a més d'un lloc de l'univers, estic totalment d'acord. De fet, estic convençut que a algun lloc de l'univers, més enllà de la Terra, hi ha vida.

Goblin77 ha dit...

M'ha semblat molt interessant, com sempre el teu escrit. De fet ja havia sentit de les potencialitats dels ribozymes com a una de les primeres molecules per egenerar vida. Pero quan ho llegia em venia el cap aquella bella historia de l'amoniac, el CO2 i alguna descarrega electrica, la veritat com veus no m'enrecordo gaire. Pero he pensat a partir de quan es considera els inicis de la vida. Perque tu has parlat ja de macromolecules...DNA, RNA, proteines i greixos...suposo que es una altre debat obert! :)

Per cert cada cop les molecules de RNA guanyen mes importancia i mes funcionalitat a mesura que es va investigant....que m'en dius dels microRNAs els quals semblen tenir un gran paper en regulacio de la expressio genica i cancer.

MARTELL DE REUS ha dit...

Si l'origen de la vida es pogués atribuir a la panspèrmia aquesta s'hauria produit sense cap mena de dubte mitjançant una ejaculació precoç.

Roger ha dit...

*Se sent relaxat després de la seva dosi regular, la qual ha arribat una mica tard i per la qual ja començava a patir el mono*

Alasanid ha dit...

Jo m'inclino per la hipòtesi plantejada a la vinyeta.


Doncs la veritat és que no m'havia plantejat mai la pregunta de la gallina i els ous, ja ho miraré!

Tornant al tema, com dius, l'únic que podem fer és plantejar hipòtesis que s'ajustin al màxim a tot el que anem observant i que se substitueixin al quedar obsoletes, segurament no seran reals però seran la nostra visió dels fets.

Ara a esperar la part 2...

Ferran ha dit...

En mig de tant d'atzar i tantes possibilitats, jo, cos i ànima units en forma de Ferran, em decanto per creure que tot és massa complexe i perfecte alhora, com perquè pugui ser fruit de la casualitat, d'un ribozyma pauplantat en el lloc i moment addient (o de la pixada d'un marcià, hehe).

Crec que la ciència, jo, i també en alguna cosa més que no sé explicar. Suposo que és ridícul, oi? ;-)

PS: Allunyat (espero que temporalment) de la catosfera, trobo a faltar les teves meravelloses classes magistrals. Avui m'he tret una espineta, visitant-te.

kika ha dit...

tot això que expliques ho havia vist quan el Q li ho ensenya al Picard en l'últim episodi d'star trek the next generation (all good things...)
allí semblava més fàcil :-)

Assumpta ha dit...

A veure si ho entenc :-)

L'RNA apareix per azar i després, també per atzar, s'embolcalla, també per atzar, d'una capa de lípids, greixos que repelen l'aigua, adquirint així una primigènia "membrana cel·lular" i formant les primeres proto-cèl·lules.

Així, la vida, neix per atzar?

Uhmmm mira jeje ara a Deú li diuen "atzar" ;-))

Em sap greu perquè digueu el que digueu (que aquesta explicació podria ser perfectament correcta) jo sempre diré que, al darrera, estava l'alè de Déu :-))

Assumpta ha dit...

Ai... jejeje el Cech que jo conec és aquest jejeje

Assumpta ha dit...

Per cert (perdó jeje) que aquesta versió de la pedra no l'havia sentit a dir mai...

Doncs igual és la pedra o igual l'energia química de la molècula ATP o... però sempre, sempre amb Déu fent l'ullet al darrera de tot ;-)

Frij ha dit...

Ui, quina por... tant de Déu m'espanta...
En aquest cas, de l'atzar en podríem dir probabilitat. Imaginem aquest numero: 2.000.000.000 d'anys. Es diu ràpid, però és molt temps... Tot el temps que va tenir aquest fenòmen que atribueixes a Déu per donar-se.
Asimetrich, m'intriga bastant saber com acaba això de la pedra...

maria ha dit...

Quina intriga amb la pedra...
La teoria de l'espai exterior i la vinyeta m'ha agradat.
Molt bon article.Fas que la ciència sigui senzilla de comprendre^-^.

Asimetrich ha dit...

abans de res, dir-vos que aquesta és la primera part. La segona està en camí, però amb la calma, que vaig de cul. ;-)

Goblin, el tema que esmentes és al que em refereixo amb la "sopa primigènia". El tema dels ribozimes es situen després. Això que esmentes també és una discussió molt interessant, i crec que es continua discutint també avui. Pel que fa als micro RNAs, és un tema apassionant en el que també estem interessats per aquí. De fet avui mateix he anat a una xerrada que tractava, en part, de micro RNAs, i la potencialitat és enorme en molts aspectes biomèdics.

Martell de Reus, jajaja, originar la vida mitjançant una ejaculació seria un gran plaer per qualsevol.

Roger, jejeje, efectivament ja he rebut la dosi necessària. Sóc un puto ionki. ;-)

Alasanid, veig que coincidim. De vegades fins i tot fa ràbia saber que hi ha aspectes del món o de l'univers que restaran com aquesta visió de la que parles. Vosaltres els físics ho sabeu bé, eh? ;-)

Ferran, tot això de l'atzar ho dic a posta, la cosa anirà una mica a més a la segona part de la història. I res és ridícul, absolutament res. Quan no hi ha res demostrat, cap idea es pot menysprear. Quan en Darwin va parlar de la teoria de l'evolució, molts la van titllar de ridícula.

kika, osti és que jo no he seguit massa Star Trek, tot i que conec els personatges. I si ho diu en Q ... :-)


Assumpta, coincideixo amb tu en moltes coses, però no en aquesta, tot i que la respecto. Actualment no crec que hi hagi un ens creador de tot, perquè no crec que sigui necessari per explicar el que sabem sobre el món que ens envolta. El que sí que cal és molt esforç, temps i generacions estudiant i aprenent. Potser al final s'arriba a la conclusió de que no es pot explicar res sense la figura d'un creador, però abans voldria investigar-ho i esgotar totes les possibilitats. Malauradament, les conclusions no les veurem ni tu ni jo.

Com bé diu en Frij, de l'atzar en podries dir probabilitat. Però, de fet, jo mateix podria haver parlat de probabilitats enlloc d'atzar. I és que la discussió sobre l'atzar no ha acabat aquí. A la segona part venen corbes! jejeje

Frij, ho has dit molt bé. Quan parlem d'aquestes escales de temps és difícil imaginar-s'ho. Amb una miqueta de temps (espero que no calguin 2000000000 anys) i un nou post enllestiré el tema :-)

Asimetrich ha dit...

maria, la pedra serà la protagonista del següent post, paciència ;-). Si realment faig això que dius, me n'alegro un munt, crec que divulgar és essencial, i intento posar el meu granet de sorra encara que sigui com afició i a estones lliures.

Assumpta ha dit...

Sí que les veurem, sí :-)) Però a l'altre vida jeje

Tu creus que en McGyver seria creient? ;-))

Abraçadaaaa!! :-))

Asimetrich ha dit...

jejeje, demà que anem plegats a enfrontar-nos a un exèrcit de malfactors li preguntaré :-)

Ada ha dit...

Hola!
He llegit alguna cosa sobre el RNA, però de les pedres... mmm... Em pose de part de la hipòtesis de l'atzar, i em podria posar a filosofar diguent que molts aspectes que ens envolten en la vida són producte de l'atzar. (Però no ho faré, jeje). I ara estic pensant en aquella teoria de les ales d'una papallona, i de les peces d'un dominó... per``o pot ser no ténen res a veure amb el tema, així que esperaré per a llegir la part 2.

Molt bo l'acudit dels marcianets! jajaj! Pot ser ells van llençar la primera pedra que tenia la membrana que necessitava l'RNA...
Un saludettt

Asimetrich ha dit...

Hola Ada. Doncs sí, la teoria de la papallona és un bon exemple. Potser és atzar, però el fet de que una papallona causi un huracà, com diuen per aquí dalt, pot ser fruit de l'atzar o de la probabilitat, segons es miri. I sí, una pixadeta al lloc i al moment adient pot fer miracles! pregunta-li al proper gos que vegis ;-)