Biología - Eldra Solomon, Linda Berg, Diana Martin - 9 Edición-comprimido-485

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El origen e historia evolutiva de la vida 451
una sola hebra se pliegan sobre sí mismas como resultado de interaccio-
nes entre los nucleótidos que componen la hebra de ARN. En ocasiones 
la conformación (forma) de la molécula de ARN plegada es tal que se 
enlaza débilmente a un aminoácido (vea la discusión de la peptidil trans-
ferasa en el capítulo 13). Los aminoácidos se mantienen unidos entre sí 
mediante enlaces de moléculas de ARN y forman un polipéptido.
Ya se consideró cómo la evolución de las moléculas informativas 
pudo originar el ARN y más tarde las proteínas. Si un ARN autorrepli-
cante capaz de codifi car proteínas apareció antes que el ADN, ¿cómo se 
involucró el ADN, la molécula universal de la herencia en las células? 
Acaso el ARN realizó copias de doble hebra de sí mismo que a la larga 
evolucionaron en ADN.
ADN — ARN ¡ proteína
La incorporación de ADN en el sistema de transferencia de infor-
mación fue ventajosa, porque la doble hélice de ADN es más estable 
(menos reactiva) que la hebra única de ARN. Dicha estabilidad en una 
molécula que almacena información genética proporcionaría una ven-
taja decisiva en el mundo prebiótico (como lo hace en la actualidad).
En consecuencia, en el mundo de ADN/ARN/proteína, el ADN 
se convirtió en la molécula de almacenamiento de información, el ARN 
siguió involucrado en la síntesis de proteína y las enzimas proteicas cata-
lizaron la mayoría de las reacciones celulares, incluida la replicación del 
ADN y la síntesis de ARN.
ADN S ARN S proteína
El ARN todavía es un componente necesario del sistema de trans-
ferencia de información, porque el ADN no es catalizador. Por ende, la 
selección natural en el ámbito molecular favoreció la secuencia de infor-
mación ADN ¡ ARN ¡ proteína. Una vez que el ADN se incor-
poró en esta secuencia, las moléculas de ARN asumieron su papel actual 
como intermediarias en la transferencia de información genética.
Tuvieron que ocurrir varias etapas adicionales antes de que una 
célula verdadera pudiera evolucionar a partir de agregados macromo-
leculares. Por ejemplo, el código genético autorreplicante debió surgir 
extremadamente temprano en el mundo prebiótico porque todos los 
organismos lo poseen, ¿pero cómo se originó? Además, ¿cómo evolu-
cionó una membrana encapsuladora de lípido y proteína? Este tipo de 
preguntas siguen en pie para la labor de los científi cos.
La evolución biológica comenzó 
con las primeras células
Nadie sabe con certeza cuándo o dónde aparecieron las primeras células 
sobre la Tierra. ¿Vivieron en respiraderos hidrotérmicos o en la superfi cie 
de la Tierra? ¿Eran bacterias? No es posible responder estas preguntas, en 
parte porque no existen fósiles que tracen la transición desde lo no vivo 
a lo vivo. La evidencia no fósil, “huellas digitales” isotópicas de carbono 
orgánico en rocas antiguas de Groenlandia, sugieren a algunos investiga-
dores que la vida existió tan temprano como hace 3800 millones de años. 
Sin embargo, otros científi cos debaten vigorosamente esta conclusión.
Los microfósiles, restos antiguos de vida microscópica, sugieren 
que las células pudieron proliferar hace 3500 millones de años. Ricos de-
pósitos de microfósiles parecen existir en las rocas Pilbara del noroeste 
australiano y en las rocas Barberton en Sudáfrica; estos dos depósitos 
tienen aproximadamente de 3300 millones a 3500 millones de años de 
antigüedad. Sin embargo, algunos científi cos desafían la interpretación 
de los “garabatos” más antiguos ricos en carbono que se encuentran en 
S proteínaARN
Es interesante que en experimentos con tubos de ensayo han evolu-
cionado moléculas de ARN que dirigen la síntesis de proteínas al cata-
lizar la formación de enlaces peptídicos. Algunas moléculas de ARN de 
E X P E R I M E N TO C L AV E
PREGUNTA: ¿La selección natural in vitro puede resultar en evolu-
ción química de catalizadores?
HIPÓTESIS: Moléculas de ARN autorreplicantes pueden experi-
mentar cambios que las conviertan en catalizadores más efi cientes.
EXPERIMENTO: Se seleccionaron moléculas de ARN de un gran 
conjunto, con base en su capacidad para catalizar una reacción espe-
cífi ca, luego se amplifi caron y mutaron (vea la fi gura). Este proceso se 
repitió de 7 a 20 veces más.
Gran conjunto de 
moléculas de ARN
Selección por su capacidad 
para catalizar una reacción 
química
Moléculas con alguna 
capacidad para catalizar 
la reacción
Moléculas con mejor capacidad 
para catalizar la reacción
Amplificación y mutación para 
crear grandes conjuntos de 
moléculas de ARN similares
Repetición del proceso 
selección amplificación mutación
RESULTADOS Y CONCLUSIÓN: El grupo fi nal de moléculas de 
ARN es el que cataliza con más efi ciencia la reacción química para la 
que se seleccionó. Los científi cos han desarrollado más de dos doce-
nas de catalizadores de ARN sintéticos mediante evolución in vitro.
FIGURA 21-5 Evolución in vitro de moléculas de ARN
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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 evolución biológica comenzó con las primeras células