La evolución de ácidos nucleicos in vitro: desde la investigación sobre los orígenes de la vida a las aplicaciones biotecnológicas

Abstract

Con el comienzo de la era de la biología molecular a mediados del siglo XX, una de las preguntas que surgieron fue si los procesos evolutivos podrían producirse en sistemas muy simples, que no contuvieran células ni virus sino únicamente biomoléculas. La primera aproximación experimental relevante en este campo fue publicada por Sol Spiegelman en 1967. En sus experimentos utilizó la molécula de RNA de cadena sencilla y 4.217 nucleótidos de longitud que constituye el genoma del bacteriófago Qβ, un virus que infecta a E. coli. Al replicar dicho genoma utilizando la RNA polimerasa viral mediante pases seriados en tubos de ensayo, además de irse acumulando RNA de longitud completa aparecían moléculas de RNA subgenómico cada vez más cortas, que se replicaban a mayor velocidad. Así se llegó hasta una secuencia de sólo 220 nucleótidos que contenía la zona de unión de la polimerasa viral: un RNA obtenido en el laboratorio que comenzó a conocerse como "Monstruo de Spiegelman". Este resultado mostraba que los ácidos nucleicos pueden replicarse fuera del entorno celular y sugería que procesos similares tal vez ocurrieron antes de la aparición de las primeras células viables. Con ello se iniciaba una nueva disciplina experimental: la evolución de ácidos nucleicos in vitro. Durante ese mismo año y el siguiente, Carl R. Woese, Leslie Orgel y Francis H.C. Crick publicaron independientemente tres artículos en los que planteaban que el RNA fue anterior a las proteínas y al DNA en el origen de la vida. Esta idea, ya sugerida por Alexander Rich en 1962, se basaba en evidencias extraídas de la biología, entre ellas que la biosíntesis de proteínas en los ribosomas no puede realizarse en ausencia de RNA, y que los ribonucleótidos son precursores de los desoxirribonucleótidos en las rutas metabólicas. A principios de la década de 1980, la pluripotencialidad del RNA se demostró gracias al descubrimiento de los primeros RNAs catalíticos (denominados "ribozimas" por analogía a las enzimas proteicas) por Thomas R. Cech (los intrones autocatalíticos del grupo I) y SidneyAltman (la RNasa P). En 1986, Walter Gilbert publicó un breve artículo que planteaba la hipótesis del "Mundo RNA", según la cual antes de la

The Origin of a Trans-Generational Organization in the Phenomenon of Biogenesis

“…Furthermore, as Guerrero (1995), Guerrero et al, 2002), and Ruiz-Mirazo et al (2004) have argued, this proto-metabolic complementarity among different kinds of protocells would have eliminated the need to “clean” up the growing quantity organic waste that could not be digested. Similarly, and more recently, Briones et al (2015) stated that:…”