El mundo perdido del RNA

La fragilidad química del ácido ribonucleico (RNA) no ha sido obstáculo para considerar que antes de este mundo de los seres vivos del que formamos parte, basado en proteínas y DNA, hubo un mundo previo, anterior, más antiguo, basado en el RNA. Bueno, en realidad no deja de ser una hipótesis, pero desde que el término fuese acuñado en 1986 por Walter Gilbert con la publicación de “Origin of life: The RNA world” ha ido ganando peso y apoyos en la comunidad científica. El planteamiento surgió a raíz de los descubrimientos sobre las propiedades enzimáticas de los ácidos nucleicos, especialmente prometedores y llamativos durante la segunda mitad del siglo pasado, sobre todo en los años 80. También apoyaba esta hipótesis la observación de que muchas coenzimas muestran vestigios de una antigua relación con ácidos nucleicos.
Así, pues en este hipotético mundo el RNA se encargaba del almacenamiento de información genética y de los procesos catalíticos, especialmente de la autorreplicación. Gilbert indicó que si se disponía de un sistema basado en RNA no tenían porqué utilizarse ni el DNA ni las proteínas, ciertamente construyó una hipótesis general basándose en muy pocos datos empíricos que ha sido especialmente interesante para fomentar las conjeturas sobre cómo pudo haber sido el origen de la vida en la Tierra.
El descubrimiento de la actividad enzimática del RNA fue casual, durante el estudio de la biosíntesis de tRNA en Escherichia coli (Migula, 1895) en el que S. Altman aisló y caracterizó un precursor del tRNA, uno de los productos intermediarios que participan en la maduración del tRNA, la enzima que actúa sobre el intermediario es la RNAsa P o ribonucleasa P cuya función es romper un enlace fosfodiéster en el comienzo de la secuencia madura de nucleótidos del tRNA, liberando los nucleótidos sobrantes. B. Stark purificó de la RNAsa P proteína y RNA, y demostró que la fracción del RNA era fundamental para la actividad enzimática. Posteriormente, se pudo demostrar que la subunidad de RNA formaba parte del centro activo de la enzima y no sólo eso sino que se demostró “in vitro” que es una enzima.
La existencia de ribozimas que catalizan reacciones de transferencia fosfodiéster sugirió que era posible encontrar la tan ansiada replicación de RNA catalizada por RNA, de hecho se observó que intrones autoensamblados, mediante plantillas pueden catalizar la unión de oligonucleótidos de RNA, también se vió que la región circundante del centro peptidil transferasa de una subunidad ribosomal bacteriana 50S contenía RNA en vez de proteínas. La metodología conocida como “evolución in vitro” permitió escanear gran cantidad de secuencias de ácidos nucléicos para diferentes funciones y demostró que, de hecho, el RNA puede tener diferentes funciones catalíticas como la alquilación. La replicación de RNA catalizada por RNA se logró el año 2001 gracias al trabajo de WK. Johnston et al. con el que lograron la polimerización de RNA mediante catálisis por RNA, obtuvieron una molécula de RNA que cataliza la polimerización necesaria para la replicación. La ribozima usa nucleósidos trifosfato, una plantilla de RNA y el cebador.
En resumen el RNA presenta varias propiedades que nos inducen a considerar esta hipótesis:

Almacén de información genética
Actividad enzimática
Transmisión de información genética

Sin embargo, como se ha comentado al principio de la entrada, los polímeros de RNA son frágiles, de hecho son más fácilmente hidrolizables que los de DNA, pueden romperse mediante radiaciones ultravioletas, o también reaccionan fácilmente con diversas moléculas del medio, estos graves inconvenientes para explicar la abiogénesis a partir de un caldo prebiótico cargado de RNA llevaron a buscar moléculas similares al RNA proponiendo un extraño mundo pre-RNA poco creíble. Por otra parte, el descubrimiento de los iRNA o de interferencia volvió a reforzar la idea de que pudo haber existido un mundo RNA ya que participan en la expresión proteica y en la alteración de la expresión génica, tratándose de una funcionalidad natural en muchas plantas que lo emplean para defenderse de virus.
En definitiva, aunque en estos temas de la abiogénesis sólo se puede afirmar “Omne vivum ex vivo” se trata de una sugerente hipótesis de trabajo sobre la que se van acumulando cada vez más datos interesantes.
Un saludo
Referencias :
“The RNA World” by Sidney Altman, 1989 Nobel Laureate in Chemistry
Ribozyme-Catalyzed Primer Extensión by Trinucleótides: A Model for the RNA-Catalyzed Replication of RNA. Jennifer A. Doudna, Nassim Usman & Jack W. Szostack. Biochemistry, March 1993, 32(8), pp.2111-2115Mundo RNA