Redacción

Siempre ha sido un misterio cómo crecían y se autorreplicaban en el amanecer de la vida las protocélulas, las supuestas predecesoras de las células vivas tal como las conocemos. Una investigación reciente puede haber encontrado la respuesta.

El estudio lo han realizado Romain Attal, de Universcience, y Laurent Schwartz, del Hospital de París, ambas entidades en Francia.

La división de una célula para formar dos células hijas requiere la sincronización de numerosos procesos bioquímicos y mecánicos en los que intervienen las estructuras citoesqueléticas del interior de la célula. Pero en la historia de la vida, estas complejas estructuras son el sofisticado producto de una larga evolución, por lo que debieron aparecer mucho más tarde que la capacidad de división. Por fuerza, las protocélulas debieron emplear un mecanismo de división mucho más simple para asegurar su reproducción, antes de la aparición de los genes, el ARN, las enzimas y todos los complejos orgánulos presentes hoy en día, incluso en las formas más rudimentarias de vida autónoma.

Los autores del nuevo estudio proponen un modelo basado en la idea de que las primeras formas de vida eran simples vesículas que contenían una red particular de reacciones químicas, precursora del metabolismo celular moderno. La hipótesis principal es que las moléculas que componían la bicapa de la membrana se sintetizaban en el interior de la protocélula a través de reacciones químicas globalmente exotérmicas, o liberadoras de energía.

Las protocélulas son vesículas delimitadas por una bicapa de membrana y son potencialmente similares al Primer Ancestro Común Unicelular (FUCA, por sus siglas en inglés). Basándose en principios matemáticos relativamente sencillos, Attal y Schwartz sugieren que, en los inicios de la vida en la Tierra, la principal fuerza que impulsaba el crecimiento y la reproducción de las protocélulas era la diferencia de temperatura que se produce entre el interior y el exterior de la protocélula cilíndrica como resultado de la actividad química interna.

El lento aumento de la temperatura interior obligaba a las moléculas más calientes a desplazarse desde el sector interior al exterior de la bicapa. Este movimiento asimétrico hacía que el sector exterior creciera más rápido que el interior. Este crecimiento diferencial aumentaba la curvatura media y amplificaba cualquier encogimiento local de la protocélula hasta que esta se dividía en dos. El corte se producía cerca de la zona más caliente, alrededor del centro.

“El escenario descrito puede considerarse como el predecesor de la mitosis”, afirma Attal. “Al no tener registros biológicos de hace 4.000 millones de años, no sabemos exactamente qué contenía el Primer Ancestro Común Unicelular, pero probablemente era una vesícula delimitada por una bicapa lipídica que encapsulaba algunas reacciones químicas exotérmicas”.

El estudio se titula “Thermally driven fission of protocells”. Y se ha publicado en la revista académica Biophysical Journal.