Bizia, molekula eta osagai askoren arteko jokoa

Zer da bizia eta, noiz eta zelan sortu zen? Galdera hauei erantzuna emateko, bizia sortu ahal izateko molekula kimikoak nola elkartu ziren aztertzen dihardu UPV/EHUko ikertzaile-talde batek. Gantz eta aminoazido sinpleetatik tiraka, bizia nola sortu zen argitzeko lanean ari dira.

Orain dela 3.500 milioi urte abiarazi zen prozesu bat da bizia. Gaur egun ezagutzen ditugun zelulen oinarrizko osagaiek, molekula kimiko bizigabeek, urratsez urrats batzen, nahasten eta elkarri eragiten hasi zirenean sortu zen. Une batean bizidun bihurtu ziren, hau da, sistema autonomo. Urteen poderioz, eboluzionatuz joan dira, gaur egungo konplexutasun eta aniztasunera iritsi arte. Bada, bide horretan atzera egin, eta bizia sortu ahal izateko molekula kimikoak nola elkartu ziren aztertu du UPV/EHUko ikerketa batek.

Irudia: Gantz-azidoek uretan sortzen dituzten egitura supramolekularren irudi bat, cryo-TEM mikroskopia-teknika erabiliz egindakoa (Adela Rendón, CIC BioGUNErekin elkarlanean).

Irudia: Gantz-azidoek uretan sortzen dituzten egitura supramolekularren irudi bat, cryo-TEM mikroskopia-teknika erabiliz egindakoa (Argazkia: Adela Rendón eta CIC BioGUNE).

DNA, RNA, proteinak, mintzak, azukreak… asko dira bizidunen zelulak osatzen dituzten osagaiak. Biologiaren alorrean, eta, zehazki, biziaren sorrerari buruzko ikerketetan, oso ohikoa da molekula-mota horietako bati bakarrik erreparatzea, eta haien mekanismo espezifikoak aztertuta bizia nola sortu zen proposatzea. “Ikerketa horiek, oinarrian, ‘biziaren molekula’ bilatzen dute, hau da, bizia sortu ahal izateko molekula garrantzitsuena zein izan zen argitzea”, dio Kepa Ruiz Mirazo UPV/EHUko Biofisika Unitateko eta Zientziaren Logika eta Filosofia saileko ikertzaileak. Kontuan hartuta “bizia molekula eta osagai askoren arteko joko bat dela, azken urteetan ikuspegi-aldaketa bat gertatzen ari da, eta gero eta gehiago egiten ari dira ikerketak molekulen multzoak kontuan hartuta. Sistemen kimika esaten zaio beste horri”, gaineratu du.

Kepa Ruiz Mirazo ikertzailea: “Biziaren jatorriari buruzko ikuspegia aldatu behar dugu”. Kultura Zientifikoko Katedraren bideoa.

Ikuspegi berri horren aldeko jarrera izateaz gainera, Ruiz-Mirazoren taldeak Montpellierreko Unibertsitatearekin elkarlanean egindako ikerketa batean —Sara Murillo-Sánchez UPV/EHUko doktorego-ikaslearen bi egonaldien esker—, frogatu du molekula batzuek badutela besteetan eragina. “Gure taldean adituak gara inguru prebiotikoetan zer eta nolako mintzak sortu ziren aztertzen, gaur egungo lipidoen aitzindariek, gantz-azidoek, nolako dinamika zuten ikusten. Montpellierko taldea, berriz, lehenengo peptidoen sintesia nola gertatu zen aztertzen dago espezializatua. Bada, batzuen eta besteen jakintzak elkartu genituenean, eta esperimentalki gantz-azidoak eta aminoazidoak batera jarri genituenean, ikusi genuen sinergia bat gertatu zela bi molekula-moten artean”.

Hala, ikusi zuten erreakzioaren katalisi hori gertatzen dela gantz-azidoek konpartimentuak sortzean. Ur-ingurune batean egonda, eta lipidoek, izaera hidrofobikoa dutenez, molekulak elkarrekin lotu eta konpartimentu itxiak sortzen dituzte; alegia, mintz-funtzioa hartzen dute; “garai hartan, mintzak ez ziren biologikoak, kimikoak baizik”, argitu du Ruiz-Mirazok. Bada, ikusi zuten mintz horiek eskaintzen dituzten kondizioek nolabaiteko mesedea egiten dietela aminoazidoei: “Montpellierreko taldeak oso ondo karakterizatuak zituen dipeptidoak sortzeko erreakzio prebiotikoak; eta ikertzaileek ikusi zuten gantz-azidoen presentzian erreakzioaren efizientzia areagotu zela”, gaineratu du.

Kimikatik abiatuta biologiaren konplexutasunera iritsi

Gantz-azidoen eta aminoazidoen arteko sinergia frogatzeaz gainera, oso garrantzitsutzat jotzen du Ruiz-Mirazok ikerketak oinarrizko osagai kimikoekin egin izana, alegia, aitzindari molekularrekin: “Biziaren sorrera oinarrizko molekula horietatik abiatuta gertatu zen; hortaz, biziaren sorrera ikertzeko ezin gara abiatu gaur egungo mintzetan aurkitzen ditugun fosfolipido konplexuetatik. Guk frogatu dugu aitzindari molekularretatik abiatuta lehenengo elkarketak eta kateak sortu zirela. Hau da, kimikatik abiatuta, biologian aurkitzen dugun aniztasunera eta konplexutasunera iristeko modua badagoela”.

Bere ikerketetan, lan esperimentalaz gain, beste bi alor jorratzen ditu Ruiz-Mirazok. Denera, beraz, hiru zutabe edo ikuspuntutatik lantzen eta azaltzen du biziaren sorrera: “Bata esperimentala da; bestea, eredu teoriko eta simulazio konputazionaletan oinarrituta dago, eta esperimentalki lortzen ditugun emaitzak aztertzeko erabiltzen dugu, eta, hirugarrena, apur bat zabalagoa da, filosofikoki aztertzen baitugu zer den bizia, biziaren ikuskerak zer eragin duen gero egiten dituzun esperimentuetan, ikusmolde bakoitzak era bateko esperimentuak egitera eramaten baitzaitu —argitu du—. Hiru metodologia horiek elkarrekintzan daude: azterketa filosofikoan sortzen den ideia batek simulazio berri bat egitera eramaten zaitu, eta simulazio horien emaitzen arabera, esperimentuak diseinatzeko bidea sortzen da. Edo alderantziz. Ziur aski, inoiz ez gara iritsiko biziaren sorrera ebaztera, baina guk horretan dihardugu: lurreko bizidun guztiek jatorri bera dugu, eta hori nola gertatu zen jakin nahi dugu“.

Erreferentzia bibliografikoa:

Murillo-Sánchez, S., Beaufils, D., González Mañas, J. M., Pascal, R. & Ruiz-Mirazo, K. (2016). “Fatty acids’ double role in the prebiotic formation of a hydrophobic dipeptide”. Chemical Science 7: 3406-3414 (online – 09 Feb 2016). DOI 10.1039/C5SC04796J

Iturria:
UPV/EHUko komunikazio bulegoa: Gantz eta aminoazido sinpleetatik tiraka, bizia nola sortu zen argitzeko.

Eman iritzia

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>