El hierro tuvo mucho que ver en el origen de la vida.

Un investigador del Instituto de Catálisis del CSIC, Manuel Ferrer, acaba de publicar en la prestigiosa revista Nature, un artículo que puede arrojar luz sobre las primeras etapas de la evolución de la vida en la tierra. Además del contenido científico, es importante reseñar este caso como ejemplo de la buena ciencia que desarrollan los investigadores españoles.

El artículo describe el estudio de la totalidad de las proteínas del microorganismo Ferroplasma acidiphilum que habita, como su nombre quiere indicar, en ambientes muy ácidos y con grandes concentraciones de hierro y otros metales, características éstas que se dan, por ejemplo, en las menas de pirita.

La particularidad que se ha descubierto es que el 86% de sus proteínas contienen hierro, incluyendo en este porcentaje, proteínas del metabolismo que, en otros microorganismos, realizan su función sin requerir este metal. De hecho, los autores del artículo investigaron también las proteínas de otros microorganismos relacionados filogenéticamente que habitan nichos parecidos y no encontraron esta particularidad.

El hierro presente en las proteínas de F. acidiphilum está unido a ellas, estabilizando su estructura tridimensional como si fuera un remache. De tal forma que su eliminación en algunas proteínas elegidas al azar, hace que, en el 80% de los casos, la proteína se vuelva inestable y pierda su funcionalidad.

A partir de este punto lo interesante es la explicación evolutiva que se ofrece. Lo primero que podríamos pensar es que este microorganismo se ha adaptado a su ambiente rico en hierro incluyéndolo en su maquinaria celular, pero esta conclusión es descartable ya que microorganismos relacionados que comparten su hábitat no poseen estos remaches de hierro en sus proteínas. La explicación alternativa nos recuerda que actualmente se considera una teoría sobre el origen de la vida que describe su nacimiento en el ambiente ferro-sulfurado de los depósitos piríticos. En estas condiciones, el hierro y el azufre de la superficie del mineral actuarían como catalizadores de la formación, y posteriores transformaciones, de las moléculas orgánicas. Con el cambio de las condiciones ambientales hacia las actuales, con poco hierro en disolución debido al elevado pH, se seleccionaron los sistemas eficientes en ausencia de este metal. Asumiendo esta teoría, F. acidiphilum, al no abandonar este ambiente inicial, no perdió el sistema original, constituyendo ahora una reliquia de la evolución que merece la pena seguir estudiando, tanto por las aplicaciones biotecnológicas que se puedan derivar de este tipo de enzimas, como por dilucidar un poco mejor la eterna pregunta ¿de dónde venimos?

 

Olga Zafra, PhD.

Dpto. de Biotecnología Microbiana.

Centro Nacional de Biotecnología. CSIC.

Campus de la UAM

 

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Comentarios

Interesante. Dos cuestiones, a tener en cuenta:

Una sobre la relación hierro-y oxígeno en el precámbrico, es decir como se llego (a traves de una gran catástrofe) a una atmósfera oxigenada.

Segunda los suelos sumergidos bajo los manglares al drenarse dan los denominados suelos ácido sulfáticos (ver relaciones con la pirita encontrada en ellos), si recurdo bien tienen también atmósferas bastante anóxicas y se encuentras en aguas muy someras de estuarios, etc., al borde del mar: ambiente posiblemente favorable para el surgimiento de la vida.

Lo que doy no son argumentos sino pistas e explorar a la hora de buscar organismos semejantes o "causalidades".

Estoy de acuerdo, para seguir conociendo más sobre el origen de la vida hay que investigar en sitios anóxicos, como los que señalas, cuya química es muy distinta de la que se da en ambientes con oxígeno. La microbiota de estos lugares nos puede dar muchas pistas.
Saludos
Olga

cual seria su comentario personal hacerca de el tema origen de la vida

La pregunta sobre el origen de la vida va a tener difícil contestación ya que, por razones obvias, no es algo que podamos imitar e investigar en un laboratorio y esto nos obliga a inferir respuestas de trabajos de química y artículos como el que describo en el blog (y muchos otros).
Está claro que el origen de la vida tuvo lugar en unas condiciones muy distintas a las actuales así que hay que prestar atención a esos ecosistemas anóxicos y con mucho metal. Obviamente también hay que investigar los sistemas vivientes más sencillo, las bacterias, y la química de moléculas orgánicas básicas como los ácidos nucleicos (ARN y ADN), las proteínas y las membranas lipídicas.
No se si también me estás preguntando sobre si la vida se originó aquí o en otro lugar fuera del planeta. Ya es suficientemente complejo comprender la vida aquí (su origen y su evolución), con sólo eso tenemos mucho trabajo, ya se verá si en el futuro podemos responder a ese posible origen extraterrestre pero yo, de momento, me conformaría con comprender cómo sucedieron las cosas en la Tierra.
Saludos
Olga Zafra

Existe una web que publica un reportaje muy interesante sobre el origen de la vida. En http://www.portalmundos.com/mundobiologia/paleontologia/origenvida.htm podéis leerlo

Las teorías, cada vez más complejas y enrevesadas, poco o nada contribuyen a despejar el ambiente, mientras las puebas no las avalen.
Si de verdad queréis algo más que teorías y suposiciones, os invito a pasar por lawebdechurruca.com, entrando directamente a la galería, los mapas y el resto detrás, y estará a la vista de todos el perdido Paraíso Bíblico, y reencontrado gracias a las pistas encriptadas en un curioso y enigmático facsímil del s. X V llegado a mis manos, que pone patas arriba a la historia.
Podéis bajarlo, junto con el resto de material, y a investigar sobre documentos de primera mano.
Ahí tuvo comienzo el milagro de la vida, por medio de la fecundación del óvulo terrestre por parte de un espermatozoide en forma de cometa, cuya forma ofrece el cráter, o jardín cercado por el muro, y regado por cuatro ríos que se unifican a la salida del Edén- el cráter-, identificados en los actuales Alagón(Tigris), el Árrago(Éufrates), el Jerte como Pisón o Jordán, y el Guijón en la Rivera de Gata.
Y entre el Éufrates y el Tigris, en su colina primordial, en el centro neurálgico del Paraíso, asentada sobre un cráter menor en el útero de la Madre Tierra, la verdadera Ciudad Eterna(los 2760-70 años de la actual Roma, nos ofecen una eternidad un tanto irrisoria) : Riba de Coa, Gerusalem, Princesa Madre Roma, Caurium, y actualmenta Coria.
Sale del libro y las pruebas y el satélite lo confirman.
Está a medias y seguiré aportando pruebas evidentes sobre lo expuexto. Saludos. Vidalchu.

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