Biología - Eldra Solomon, Linda Berg, Diana Martin - 9 Edición-comprimido-484

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450 Capítulo 21 
Conforme las precélulas siguen evolucionando, su organización au-
menta (FIGURA 21-4c). Finalmente, para sobrevivir, el sistema precelular 
debe crecer y reproducirse. Una de las partes más signifi cativas del ori-
gen de las células vivientes a partir de las precélulas fue la evolución de la 
reproducción molecular (FIGURA 21-4d).
La reproducción molecular fue un paso 
crucial en el origen de las células
En las células vivientes la información genética se almacena en el ácido 
nucleico ADN, que se transcribe en ARN mensajero (ARNm), que a su 
vez se traduce en la secuencia de aminoácidos adecuada en las proteínas. 
Las tres macromoléculas en la secuencia de proteínas ADN ¡ ARN 
¡ proteína contienen información precisa. De éstas, sólo el ADN y el
ARN son capaces de autorreplicación (aunque sólo en presencia de las 
enzimas adecuadas en las células actuales). Puesto que el ARN y el ADN 
pueden formarse espontáneamente en arcilla en una forma muy pare-
cida a como otros polímeros orgánicos lo hacen, la pregunta es: ¿cuál 
molécula, ADN o ARN, apareció primero en el mundo prebiótico?
Muchos científi cos sugieren que el ARN fue la primera molécula de 
información en evolucionar en la progresión hacia una célula autosus-
tentable y autorreproducible, y que las proteínas y el ADN llegaron más 
tarde. De acuerdo con un modelo conocido como el mundo del ARN, 
la química de la Tierra prebiótica dio origen a moléculas de ARN auto-
rreplicantes que funcionaban como enzimas y sustratos para su propia 
replicación. La replicación del ARN en el escenario del mundo del ARN 
se representa con una fl echa circular:
ARN
Con frecuencia, el ARN tiene propiedades catalizadoras; tal ARN 
enzimático se llama ribozima. Antes de la evolución de las células ver-
daderas, las ribozimas pudieron catalizar su propia replicación en las ar-
cillas, estanques de roca poco profundos o respiraderos hidrotérmicos 
donde se originó la vida. Cuando hebras de ARN se agregan a un tubo de 
ensayo que contiene nucleótidos de ARN pero no enzimas, los nucleóti-
dos se combinan para formar moléculas de ARN cortas.
La existencia de un mundo de ARN temprano en la historia de la 
vida nunca pudo probarse, pero experimentos con evolución in vitro, 
también llamados evolución dirigida, han demostrado que es factible. 
Estos experimentos abordan una pregunta importante acerca del mundo 
de ARN, a saber: ¿moléculas de ARN pudieron catalizar las muchas y 
diferentes reacciones químicas necesarias para la vida? En la evolución 
dirigida se mezcla un gran conjunto de moléculas de ARN con diferentes 
secuencias y las moléculas se seleccionan por su capacidad para catali-
zar una reacción individual con importancia biológica (FIGURA 21-5). 
Los investigadores seleccionan aquellas moléculas que tienen al menos 
alguna capacidad catalizadora y luego las amplifi can en muchas copias. 
Los investigadores usan ciertos químicos para causar mutaciones y luego 
exponer las moléculas a otra ronda de selección. Después de repetir este 
ciclo varias veces, al fi nal del proceso de selección las moléculas de ARN 
funcionan efi cientemente como catalizadores para la reacción. Los estu-
dios de evolución in vitro demostraron que el ARN tiene un gran reper-
torio funcional; esto es, el ARN puede catalizar variadas reacciones con 
importancia biológica.
Los biólogos plantean la hipótesis de que, en el mundo de ARN, 
las ribozimas inicialmente catalizaban síntesis de proteínas y otras im-
portantes reacciones biológicas; sólo más tarde las enzimas proteicas 
catalizaron dichas reacciones.
(a) Dentro de una frontera membranosa ocurren reacciones 
químicas entre moléculas simples.
(b) Una fuente de energía se acopla a la secuencia de 
reacciones químicas.
(c) Conforme el sistema precelular continúa evolucionando, 
su tamaño y organización aumentan.
(d) El sistema precelular desarrolla la capacidad para reproducirse.
FIGURA 21-4 Origen de la vida: el escenario del primer 
metabolismo 
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	Parte 4 La continuidad de la vida: Evolución 
	21 El origen e historia evolutiva de la vida
	21.2 Las primeras células
	La reproducción molecular fue un paso crucial en el origen de las células