La molécula rebelde que resiste los efectos del ácido sulfúrico.

¿Es posible que algo similar al ADN sobreviva en un entorno que parece diseñado para destruir cualquier forma de vida? Si alguien hubiera planteado esta posibilidad hace solo unos años, probablemente se habría recibido con escepticismo. Sin embargo, un equipo de científicos ha encontrado evidencia de que ciertos polímeros genéticos alternativos, como el ácido nucleico peptídico (PNA)Pueden resistir las condiciones que hasta ahora pensamos letal. Entre ellos, nada menos que el ácido sulfúrico concentrado presente en las nubes de Venus.

El estudio, publicado en la revista Avances científicosNo solo desafía nuestras ideas sobre la habitabilidad planetariapero abre nuevas posibilidades en astrobiología. Los investigadores han demostrado que el PNA, una prima estructural de ADN, muestra una estabilidad sorprendente en ácido sulfúrico al 98 % a temperatura ambiente, durante al menos dos semanas. Este descubrimiento podría reescribir lo que entendemos sobre la vida en entornos extremos.

PNA: un candidato genético resistente

El ácido nucleico peptídico (PNA) no es nuevo en la cienciaAunque su posible papel en los entornos extraterrestres ha ganado recientemente la atención. Es una molécula sintética similar al ADN, pero con una estructura esquelética basada en péptidos en lugar de azúcares y fosfatos. Esta particularidad le da una estabilidad química mucho mayor que la del ADN tradicional.

Según los autores del estudio, “PNA ha sido propuesto como candidato para el primer polímero genético en la tierra primitiva“La capacidad de la PNA para resistir los ataques químicos en medios hostiles, como el ácido sulfúrico, lo convierte en un modelo ideal para investigar la posibilidad de la vida en lugares tan extremos como las nubes de Venus.

En los experimentos realizadosLas muestras de PNA se sometieron a soluciones concentradas de ácido sulfúrico a temperatura ambiente. Después de catorce días, las moléculas solo mostraron entre 0.4 % y 28.6 % de degradación, dependiendo de su secuencia específica. Esta resistencia sugiere que las formas de vida basadas en PNA, o polímeros similares, podrían ser viables en ambientes ácidos.

¿Qué es el PNA?

El ácido nucleico peptídico, conocido como PNA, es un polímero sintético que imita la función del ADN y el ARNAunque presenta una estructura muy diferente. En lugar de tener un esqueleto formado por azúcares y fosfatos, como en los ácidos nucleicos naturales, El PNA utiliza una cadena de unidades N (2-aminotilo) -glycina vinculada por enlaces peptídicos. Para esta cadena, las bases nitrogenas responsables del reconocimiento específico de las secuencias de ADN o ARN están conectadas, respetando las reglas clásicas de complementariedad base. Esta estructura, que carece de cargas eléctricas, permite una unión más fuerte con sus secuencias complementarias y da una gran resistencia a la degradación enzimática..

Gracias a su alta estabilidad y su fuerte afinidad de la Unión, el PNA se ha convertido Una herramienta muy útil en campos como biomedicina y biotecnología. Se utiliza en técnicas de diagnóstico, en terapias antisntidales y como agente antiviral, anticancerígeno y antibacteriano. Además, debido a su robustez y su capacidad para formarse en condiciones extremas, se ha planteado la hipótesis que podría haber sido uno de los primeros materiales genéticos en la historia de la vida en la Tierra, incluso antes del ARN. Aunque no existe naturalmente en los organismos actuales, su potencial para aplicaciones científicas y médicas sigue siendo expandiéndose.

Venus: un pequeño escenario hospitalario

Venus ha sido considerado durante décadas como el planeta más inhóspito en el sistema solar. Con temperaturas superficiales que exceden los 450 ° C y una atmósfera cargada de dióxido de carbono y ácido sulfúrico, la vida puede florecer allí. Sin embargo, las condiciones en las nubes de Venus, ubicadas entre 48 y 60 kilómetros de altitud, son radicalmente diferentes.

En esta tira atmosféricaLas temperaturas son de alrededor de 0 ° C y 100 ° C, un rango relativamente “cómodo” en comparación con la superficie. Por supuesto, la composición química sigue siendo extraordinariamente agresiva, dominada por ácido sulfúrico concentrado. Hasta hace poco, la posibilidad de la vida en esas capas se descartó, precisamente, porque se supuso que cualquier molécula orgánica se destruiría de inmediato.

En palabras del equipo de investigación, “Encuentra que el PNA puede permanecer en ácido sulfúrico concentrado durante horas es sorprendenteEsta observación plantea un escenario en el que la vida basada en polímeros alternativos podría existir, adaptándose a condiciones radicalmente diferentes de las que conocemos en la Tierra.

¿Cómo se realizó el experimento?

El estudio combinó técnicas de espectrometría de masas (LC-MS) y resonancia magnética nuclear (RMN) evaluar la integridad de los hexames de PNA después de la exposición al ácido sulfúrico. Las secuencias fueron analizadas exclusivamente por adenina, guanina, citosina o timina.

Los resultados mostraron una degradación mínima Después de 14 días a temperatura ambiente. Sin embargo, cuando las temperaturas aumentaron a más de 80 ° C, el PNA comenzó a romperse rápidamente debido a la solvólisis de sus enlaces AMIDA, un proceso químico en el que las moléculas se descomponen al reaccionar con el solvente.

En una de las declaraciones de estudio, se señala que “Los hexames de PNA muestran menos del 28,6 % de degradación en el 98 % de ácido sulfúrico en condiciones de temperatura ambiente durante al menos 14 días“. Este hallazgo es crucial, ya que los rangos de temperatura en las nubes de Venus se superponen con las condiciones del experimento.

Además, los investigadores enfatizaron que el tipo de base de nitrógeno afecta la estabilidad de la PNA, siendo las secuencias basadas en la guanina la más resistente a la degradación.

Más allá de la PNA: nuevos desafíos

Aunque estos resultados tienen esperanzasEl estudio en sí reconoce limitaciones importantes. El PNA comienza a degradarse a temperaturas superiores a 50 ° C, lo cual es un problema, ya que algunas áreas de las nubes de Venus exceden esa marca.

El Dr. Petkowski comentó que “Nuestro trabajo futuro se centrará en crear un polímero genético que sea estable en ácido sulfúrico concentrado en todo el rango de temperatura de las nubes de Venus“Esto implica diseñar moléculas aún más resistentes, capaces de soportar no solo la acidez extrema, sino también las variaciones térmicas.

AdemásEl equipo advierte que, aunque la estabilidad química es una condición necesaria para la vida, no es suficiente por sí mismo. Es necesario demostrar que estos polímeros podrían replicar, mutar y evolucionar funciones básicas para cualquier forma de vida.

Por lo tanto, El hallazgo es solo un primer paso. El siguiente desafío será identificar o diseñar moléculas que puedan cumplir con las funciones genéticas completas en un entorno tan hostil.

¿Una vida diferente en Venus?

Este tipo de investigación nos invita a repensar el concepto de vida.. Hasta ahora, nuestras búsquedas se han basado en los parámetros de la vida terrestre: agua líquida, temperatura moderada, una atmósfera protectora. Sin embargo, la posibilidad de que haya formas de vida basadas en otros productos químicos expandir en gran medida nuestro campo de visión.

La definición de habitabilidad se transforma. Según los investigadores, “La existencia de química orgánica compleja en un entorno planetario es un requisito previo para la habitabilidad.“Es decir, la vida podría surgir donde la química compleja es posible, incluso si el medio es tóxico para nosotros.

En este sentidoVenus deja de ser un infierno estéril para convertirse en un candidato intrigante. Si las moléculas genéticas alternativas pueden sobrevivir en sus nubes, ¿por qué no formas de vida igualmente extrañas?

El estudio representa un cambio de paradigma. Nos enseña que, antes de descartar un mundo debido a su aparente hostilidad, debemos investigar qué formas de vida podrían adaptarse a él.

Un campo de investigación en expansión

El trabajo de Petkowski y sus colegas se insertan en una tendencia creciente Dentro de la astrobiología: explorar la vida en entornos extremos. Desde los océanos metano de Titán hasta los altavoces fallados helados, los científicos comienzan a imaginar biosfeas basadas en solventes distintos al agua.

En este caso específicoEl ácido sulfúrico, tradicionalmente visto como un destructor de la vida, se presenta como un posible solvente alternativo. Como se destacan los autores, “El ácido sulfúrico concentrado puede apoyar una amplia gama de química orgánica“.

Además de su importancia astrobiológicaEste tipo de investigación tiene implicaciones prácticas en la química industrial y la biotecnología. Comprender cómo ciertas moléculas pueden resistir los ácidos extremos podrían inspirar nuevos materiales más robustos o procesos industriales.

La verdad es que apenas estamos rascando la superficie de estas posibilidades.. Hay mucho que descubrir, pero cada paso que damos redefine lo que entendemos de por vida.