Vida

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Definir la vida supone un problema mayor que el fenómeno de la vida en sí mismo. Se pueden encontrar fácilmente cientos de definiciones[1] de la vida en la literatura, y ninguna satisfaría lo suficiente como para ser aceptada por todos.

¿Qué debe contener la definición para que sea aceptable para todas las formas de vida: humana, animales, plantas, microorganismos? ¿Debe incluirse también a los virus entre los seres vivos?

Existen dos tendencias en el intento por definir la vida.

  1. Algunos formulan una definición que lo “incluya todo”, acomodando los atributos y las manifestaciones de la vida a todos los niveles de complejidad[2].
  2. Otra tendencia es la de reducir los atributos a solo lo que es común a todos los seres vivos< [3].
Pero no sabemos cual sería el simplicisimus desde el que se originó toda la vida, Hace 140 años, Darwin especuló, aun no conociendo nada sobre los ácidos nucléicos, que

"se podría concebir en alguna charca caliente, conteniendo amoniaco y sales de fosfatos, luz, calor, energía, etc que se originó un compuesto proteico, listo para acumular cambios hacia formas más complejas"[4]

Si pudiéramos identificar y caracterizar esta primigenia criatura, sus características nos revelaría de forma minimalista la definición de la vida.

Los virus son simples, constan de una cubierta a menudo compuesta únicamente por proteínas y conteniendo una o varias moléculas de ácidos nucleicos. Pero esto es sólo un parte mínima de su descripción. Para la reproducción requieren la complejidad de los organismos superiores en que habitan. La individualidad del virus está codificada en su genoma. Sin embargo, los virus no invaden cualquier organismo de forma arbitraria, sino que tienen una especificidad de huésped, dictada por sus propios genes del virus.

Sin embargo, el virus es una buena pista en la búsqueda del simplisimus. Esto lo apreció en primer lugar el investigador Sol Spiegelman a finales de los sesenta, al observar el proceso de auto-replicación del ARN viral imitando las condiciones intracelulares en un tubo de ensayo[5]. Todo lo necesario para la replicación del ARN eran los nucleótidos y una proteína natural purificada, la ARN-replicasa, codificada por el ARN viral y producida por las células huésped. El sistema no sólo es capaz de copiar el ARN sin cesar, sino también muestra la capacidad de mutar, de cambiar la secuencia del ARN hacia cualquier dirección a partir del ARN viral original.

Otro sistema extremadamente simple encontrado en la naturaleza es el de los viroides, los agentes más primitivos capaces de producir enfermedades en las plantas, que constan sólo de ARN. Invaden la planta y fuerzan la producción del ARN del propio viroide. Este ARN no codifica proteínas, sirve simplemente para dirigir la expresión de proteínas y procesos celulares necesarios en las células huésped pertinentes. El viroide, si se considera como un organismo vivo con el ciclo de vida no tradicional, es sólo un ARN, con la secuencia instructiva necesaria para su propia propagación utilizando todos los ingredientes y dispositivos necesarios proporcionados por las células del huésped.

Estos ejemplos no son los más sencillos, dado que requieren las enzimas proporcionadas por organismos más sofisticados. ¿Pero podríamos sintetizar artificialmente la replicasa o una versión simplificada de esta enzima? ¿Qué pasaría si eliminásemos la replicasa y confiaramos sólo en el ARN? Después de todo, se sabe que hay tipos de ARN que se comportan como una "ribozima" con muchas propiedades catalíticas típicas de las enzimas de naturaleza protéica.

Si existió una versión primitiva del ARN (o incluso ADN) capaz de dirigir la autorreplicación en presencia de las unidades monoméricas necesarias para la síntesis, y sí se pudieran producir abióticamente o artificialmente los análogos de los nucleótidos en alguna instalación que imitase las condiciones primitivas -tal como las creadas por Stanley Miller para la síntesis abiótica de aminoácidos naturales en su sistema de modelo de atmósfera primigenia5— el ARN en sí mismo se convertiría probablemente en la entidad viva más simple.

La definición de lo que consideremos vida dependerá de si nos detenemos en la visión reduccionista descrita hasta aquí, en el ARN replicante, o si continuamos aún más abajo, hacia la variedad de síntesis abióticas.

La frontera entre la vida y no-vida podría situarse realmente en cualquier lugar dentro del ámbito de los procesos abióticos. Si la definición se extiende y simplifica los elementos tales como los oligonucleótidos, oligopeptidos, bases nucleotídicas, aminoácidos, azúcares, todos podrían considerarse como formas de vida muy primitivas y simplistas. Antes de 1828, cuando se encontraron las sustancias orgánicas dentro de la materia viviente, reinó la idea popular de una "fuerza vital". En esos días, se podría situar la frontera entre la vida y la no-vida en la aparición de las primeras moléculas dotadas de la "fuerza vital" (es decir, moléculas orgánicas). La síntesis abiótica de urea por Friedrich Wöhler en 1828 destronó esta creencia común.

El hipotético proceso de replicación del ARN primitivo tiene un grado de sofisticación que lo separa del mero proceso químico: se copia a sí mismo y permite copiar errores, que a su vez se copian en las generaciones futuras. En otras palabras, esto es el proceso de auto-replicación con variaciones (como en el sistema de Spiegelman), no sólo síntesis orgánica. Esta es la definición de vida sugerida por la teoría del desarrollo de principios de la evolución molecular[6][7] .

La misma conclusión se deriva del método de "contar palabras", que nos lleva a registrar las palabras más utilizadas en las más de 100 definiciones conocidas de la vida [3]. El reciente descubrimiento de que genes y genomas parece que han surgido originalmente como simples repeticiones en tándem de secuencias de nucleótidos, seguido de mutaciones que aumentan su complejidad8 9, hace tal definición aún más atractiva. Se podría entender el genoma como un hábitat molecular para el surgimiento de "nueva vida" en la forma de secuencias que tienden a la ampliación y mutación. En ese sentido y de acuerdo con la anterior definición minimalista,l a vida nunca dejó de emerger, partió unos 4 mil millones de años atrás con la replicación del ARN[6][7] , y continua hasta hoy dentro de los genomas de cada organismo viviente.

Referencias

  1. Vida en Wikcionario
  2. J. Gayon, C. Malaterre, M. Morange, F. Raulin-Cerceau, and S. Tirard (guest Eds.). Special Issue: Definitions of life. Origins Life Evol Biospheres, 40, 119-244, 2010.
  3. 3,0 3,1 E.N. Trifonov, “Vocabulary of definitions of life suggests a definition.” Journal of Biomolecular Structure & Dynamics, 29, 259-266, 2011
  4. C. Darwin, as quoted in M. Calvin (1969) Chemical evolution. Molecular evolution towards the origin of living systems on earth and elsewhere. Clarendon, Oxford
  5. D.L. Kacian, S. Spiegelman, D.R. Mills, F.R. Kramer, “Replicating RNA molecule suitable for a detailed analysis of extracellular evolution and replication.” Proceedings of National Academy of Sciences USA, 69, 3038-3042, 1972
  6. 6,0 6,1 E.N. Trifonov, Journal of Biomolecular Structure & Dynamics, 22, 1-11, 2004.
  7. 7,0 7,1 E.N. Trifonov, Research in Microbiology, 160, 481-486, 2009.