Por supuesto, hay tantos experimentos interesantes desde Miller-Urey 1953. Trataré de resumir algunos interesantes.
La abiogénesis tiene varias etapas. Primero, los compuestos orgánicos necesitan ser producidos (o importados) en la tierra hadeana. En segundo lugar, esos compuestos orgánicos deberían producir los componentes básicos de los sistemas vivos. En tercer lugar, esos compuestos deben organizarse en un sistema evolutivo para producir vida. Trataré de cubrir un poco de cada uno.
Antes de ir allí, probablemente deberías familiarizarte con la hipótesis del mundo del ARN que ha existido desde Crick y Orgel (alrededor de 1960). Es la principal hipótesis para la abiogénesis y, por lo tanto, la mayoría de los experimentos se centran en reproducir diferentes partes de este escenario. En resumen, propusieron que debido a que el ARN tiene la capacidad de codificar información genética como el ADN y, al mismo tiempo, plegarse sobre sí misma como una proteína y catalizar reacciones (llamada ribozima), la vida temprana puede haber comenzado con el ARN haciendo ambas cosas. Dado que esto fue propuesto, varias observaciones clave lo reforzaron. Uno importante fue el descubrimiento de que la parte catalítica del ribosoma que realiza la formación del enlace peptídico es, en realidad, el ARN, en lugar de su componente proteico. De todos modos, estoy divagando, pero debido a esto, una gran parte de la investigación desde la década de 1950 se ha centrado en la reproducción de diferentes pasos del mundo del ARN. Ahora en algunos experimentos (la lista es muy grande, la actualizaré cuando tenga oportunidad):
- Mills, Peterson y Spiegelman (1967) demostraron una primera instancia de evolución darwiniana in vitro. Usaron el ARN del fago Q [math] \ beta [/ math] y demostraron que puede haber una selección en la secuencia, en función de qué tan bien los copie una polimerasa. Página en pnas.org.
- Una serie de estudios en la década de 1970 mostró que los meteoritos de condritas contienen una amplia gama de compuestos orgánicos, incluidos los aminoácidos. Cuantificación de ácidos monocarboxílicos en el meteorito carbonáceo Murchison, aminoácidos en la condrita carbonática Yamato de la Antártida.
- En un estudio muy imaginativo, Ferris et al. (1989) demostraron que la arcilla posiblemente sirva como una columna vertebral primordial para polimerizar el ARN. Catálisis mineral de la formación de dímeros de 5′-AMP en solución acuosa: el posible papel de las arcillas de montmorillonita en la síntesis prebiótica o … Ferris más tarde mejoró enormemente en este experimento.
- Bartel y Szostak (1991) demostraron que si genera grandes conjuntos de secuencias de ARN al azar y luego selecciona (simula la evolución darwiniana) basándose en la actividad catalítica, terminará con buenas enzimas de ARN (ligasas en su caso). Página en duke.edu
- McCollom et al. (1999) demostraron que los lípidos podían formarse en condiciones similares a los respiraderos hidrotermales. Síntesis de lípidos en condiciones hidrotérmicas mediante reacciones tipo Fischer-Tropsch.
- Johnson et al (2001) fueron el primer equipo en mostrar con éxito la polimerización de ARN catalizada por ARN (con una plantilla) in vitro, básicamente un gran requisito para uno de los principales escenarios en el mundo del ARN.
- Lincoln y Joyce (2009) demostraron un par simple de ligasas de ARN cooperativas que se pueden replicar entre sí con un rendimiento bastante alto: Replicación autosostenida de una enzima de ARN
- Powner y otros (2009) mostraron una forma en que podemos hacer nucleótidos activados en la tierra prebiótica, esta fue una pieza clave del rompecabezas durante décadas: Síntesis de ribonucleótidos pirimidínicos activados en condiciones prebióticamente plausibles.
- Vaida et al. (2012) demostraron que las pequeñas moléculas de ARN se pueden unir y crear redes de ciclos cooperativos y autocatalíticos, y en algunos casos hacen ribozimas autorreplicantes. Página en nature.com
- Adamala y Szostak (2013) llevaron a cabo con éxito la síntesis de ARN no enzimática dirigida a las protocélulas modelo internas. Se cree que las protocélulas son clave para permitir que funciones complejas evolucionen en el mundo del ARN. Antes de este experimento, las personas no estaban muy seguras de cómo acoplar iones Mg 2+ (requeridos para la elongación del ARN sin enzima), con bicapas lipídicas (se deshacían). Szostak y Adamala demostraron que el citrato puede estabilizar la membrana y permitir que el Mg 2+ exista dentro de ella con concentraciones más altas.
- Attwater et al. (2013) han producido lo que hasta la fecha es la polimerización de ARN catalizada por ARN más larga (hasta 200 nucleótidos). Esto es clave, porque la enzima en sí tiene aproximadamente la misma longitud, lo que significa que, en principio, estamos un paso más cerca de una polimerasa que puede copiarse por completo. Una propiedad interesante de su estudio es que ocurre en un ambiente frío. Evolución en hielo de la actividad de la ribozima de la ARN polimerasa.
Como mencionó Adriana, Jack Szostak es el principal general en este campo. Dave Bartel, quien ha hecho muchos estudios importantes en la lista anterior, fue alumno de Szostak. Además de esos, Gerald Joyce también es una figura destacada con fantásticas publicaciones en el campo. Nick Lane ha escrito extensamente sobre los requisitos termodinámicos de la vida temprana y el papel de las membranas. Desde el punto de vista teórico, Manfred Eigen, Eors Szathmary y Martin Nowak han contribuido significativamente a la comprensión de las limitaciones de los primeros replicadores.
