Gràcies, ARN, amb tu va començar tot

D’on venim? Sabem que aquesta pregunta se l’han fet filòsofs i científics des que es va inventar l’escriptura, i segurament abans i tot. Si intentem contestar-la des d’un punt de vista purament biològic, la podríem formular d’una altra manera: com comença la vida? El que ens plantejaríem llavors seria igual de complex, però d’aquesta manera podríem dissenyar experiments per validar d’una manera estrictament científica les possibles hipòtesis. Una diu que el primer pas per formar un ésser viu va fer-se en aquest planeta quan es van ajuntar les parts per formar un compost anomenat ARN. Un treball publicat a la revista Science a principis d’octubre pel grup del doctor Thomas Carell, de la Universitat Ludwig Maximilian de Munic, a Alemanya, aporta noves proves que suggereixen que, efectivament, l’ARN podria haver sigut l’origen de tot.

El germà petit de l’ADN

La informació genètica, les instruccions per formar un ésser viu a partir d’una cèl·lula original i mantenir-lo en funcionament al llarg de tota la seva existència, s’emmagatzema en una molècula que rep el nom d’àcid desoxiribonucleic, el famós ADN (o DNA, en anglès). La peculiar estructura de l’ADN, una llarga doble hèlix en què es repeteixen d’una manera ben definida combinacions específiques de quatre petits compostos químics (coneguts com a bases ), funciona com els uns i els zeros d’un disc dur, i permet que un munt de dades càpiguen en un espai molt petit. En el nucli de cadascuna de les més de 30 bilions de cèl·lules que formen el cos humà, per exemple, hi ha prou ADN per desar 1,5 GB d’informació, que és el que cal perquè cada cèl·lula faci la seva feina específica. Les quatre bases de l’ADN reben els noms d’adenina, timina, citosina i guanina, que se solen abreujar amb les lletres A, T, C i G, respectivament.

Però l’ADN té un germà menys famós, l’àcid ribonucleic o ARN (també conegut com RNA, per les sigles en anglès), que fa funcions igual d’indispensables per a la vida. Com l’ADN, l’ARN és una molècula capaç de guardar informació, però és més petit i mòbil. Serveix per a moltes coses, però, utilitzant el símil informàtic i simplificant força, seria com una mena de pen drive que porta les dades genètiques d’un costat a l’altre de la cèl·lula. Químicament és semblant a l’ADN i fins i tot està format per les mateixes bases, excepte que en l’ARN no hi ha timina, sinó uracil (U en loc de T). Malgrat que tots els éssers vius que hi ha a la Terra estan construïts a partir d’ADN, fa temps que es va proposar que l’ARN va aparèixer abans i és el veritable tret de sortida de la gran varietat biològica del planeta. No seria fins milions d’anys després que l’evolució hauria trobat la manera de convertir l’ADN en el llenguatge universal i el sistema preferit per acumular dades, i l’ARN hauria quedat relegat a activitats secundàries.

El doctor Carell i el seu equip s’han proposat demostrar que això podria haver anat així estudiant com es forma l’ARN. Primer van provar diverses combinacions de reaccions químiques per veure si podien aparèixer espontàniament les bases que constitueixen l’ARN. Van aconseguir generar al laboratori A i G, però per formar les U i les C calien unes condicions diferents. En l’article que presenten ara, descriuen un sistema que permet finalment produir totes quatre bases a la vegada, fent servir compostos bàsics com l’aigua i el nitrogen. Els ha calgut dissenyar un complex cicle de canvis de temperatura, de pH i d’humitat, però el producte final son uns cristalls formats per grans quantitats d’A, G, C i U (però no T).

La vida potser no és tan estranya

Això, que pot semblar una simple curiositat química, demostra que els components bàsics de l’ARN es generen fàcilment i en volums considerables si es donen unes condicions especials, que precisament es creu que són les mateixes que hi hauria hagut ben al principi en aquest planeta. Segons els treballs del doctor Carell, fa uns quatre mil milions d’anys, només cinc-cents milions d’anys des que es va formar la Terra, el planeta podria haver estat cobert d’una gran capa de cristalls d’A, U, C i G, que amb el temps haurien trobat la manera d’ajuntar-se els uns amb els altres i formar les primeres molècules d’ARN.

Una altra conclusió interessant d’aquest article és que les reaccions químiques que van donar lloc a l’acumulació de les bases necessàries per formar l’ARN són prou primàries i efectives perquè s’hagin donat en molts altres planetes, si hi ha hagut condicions ambientals similars. Dit d’una altra manera, l’aparició de vida a la Terra no seria un fenomen extremadament rar, com alguns han proposat, sinó un esdeveniment que podria ser relativament freqüent en el nostre univers.

Això no vol dir, esclar, que l’aparició de vida intel·ligent sigui tan habitual, perquè calen molts passos des que es forma la primera molècula d’ARN fins que un organisme complex pren consciència d’estar viu. Però, si més no, aquests resultats fan pensar que és bastant probable que en una galàxia molt i molt llunyana hi pugui haver algú fent-se exactament les mateixes preguntes que nosaltres.

Salvador Macip és metge i investigador de la Universitat de Leicester