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Química y evolución en el origen de la vida: Visiones y realidad

                                   Peter Schuster

La escenificación característica del origen de la vida en la Tierra da por supuesta la existencia de rutas metabólicas de tipo químico que, partiendo de una abundancia de moléculas en la atmósfera, hidrosfera y litosfera primordiales, conduce a las primeras entidades moleculares replicativas.

Una serie tal de reacciones químicas podría haber sido dirigida por una fuente de energía no fácilmente agotable, con lo que se seguirían las leyes de procesos alejados del equilibrio termodinámico. Aunque se puede pensar en numerosas fuentes de energía y mecanismos para posibles procesos químicos prebióticos, todavía no se han investigado rutas metabólicas convincentes, capaces de derivar en moléculas similares a las del RNA que hoy conocemos.

 Dada la existencia de moléculas RNA, no resulta muy difícil adivinar un mundo RNA con una bioquímica rica basada en reacciones modelo; catálisis, replicación y mutación. El RNA, a modo de molécula mágica, es capaz de ejecutar muchas y diferentes tareas de manera simultánea. Se sabe de una abundancia de reacciones catalizadas por ciertas moléculas RNA, llamadas nbozimas, y todavía quedan por descubrir más características del RNA que podrían resultar interesantes. Dados un conjunto de moléculas RNA lo suficientemente elaboradas y una fuente de ribonucleótidos-D estereoquímicamente puros, la replicación comenzará en el nivel molecular.

 La optimización de las propiedades relevantes para la replicación y otros procesos que aumentan la descendencia molecular se iniciarán de manera instantánea puesto que todos los prerequisitos para la evolución darviniana se habrán cumplido. El mecanismo darviniano, tal como se ha tratado en los últimos cuarenta años, no es un privilegio de la biología. Dada una entidad cualquiera, un individuo sin importar cuán simple o complejo pueda ser, capaz de replicación y mutación, llevará a cabo su optimización a través de la variación y la selección.

Se han estudiado los mecanismos darwinianos por medio de experimentos adecuados y simulaciones computerizadas, con detallados análisis hasta de sus pasos más elementales. Se ha alcanzado una resolución mecanicista que, por otro lado, solamente se había conseguido en la física química. El conocimiento obtenido se está aplicando con éxito en biotecnología evolutiva para el diseño de moléculas con propiedades predefinidas. Partiendo desde un mundo RNA hasta el presente, la biología celular basada en moléculas como el DNA, el RNA, las proteínas y de muchas otras clases, tiene todavía un largo camino ante sí.

Vamos a presentar una perspectiva de ideas diversas que sugieren mecanismos capaces de construir un puente intelectual desde la química a la biología. El paso de la evolución desde los sistemas darwinianos moleculares a la biología actual se caracteriza por una serie de grandes transiciones, que en el estado actual del conocimiento no se pueden explicar en el marco darwiniano convencional.