A través de la investigación de unos Químicos de la Universidad Ludwig Maximilian (LMU) de Munich, se ha demostrado que los organocatalizadores pasan por una evolución y podrían haber sido claves en el surgimiento de la vida.
La evolución química tuvo lugar en la Tierra primitiva antes que la biológica: a partir de moléculas abióticas simples, surgieron redes cada vez más complejas de reacciones químicas y, en última instancia, los primeros componentes básicos de la vida.
De manera análoga a su contraparte biológica, la evolución química se basa en la variación y selección de moléculas, lo que hace que surjan y se propaguen nuevas funciones. Aunque es una condición previa importante para el surgimiento de la vida, hasta ahora se ha entendido poco a nivel molecular de pequeñas moléculas orgánicas.
Un equipo dirigido por el químico de LMU, Oliver Trapp, ha encontrado ahora candidatos prometedores para un sistema evolutivo prebiótico con los llamados organocatalizadores de imidazolidina-4-tiona. Como informan los investigadores en la revista Angewandte Chemie, estos organocatalizadores pueden cambiar dinámicamente su composición y catalizar pasos importantes en el camino hacia la vida.
"Cuando investigamos la formación de aminoácidos y subproductos en condiciones prebióticas, descubrimos que los organocatalizadores de imidazolidina-4-tiona también surgen en cantidades considerables", explica Trapp en un comunicado.
Estos catalizadores forman un grupo de compuestos cíclicos que están formados por varios componentes y son capaces de transformarse continuamente mediante procesos reversibles. Los catalizadores activan o facilitan las reacciones. Los organocatalizadores de imidazolidina-4-tiona son fotoquímicamente activos y podrían haber jugado un papel importante en los primeros días de nuestro planeta, ya que catalizan reacciones esenciales como la fosforilación y son capaces de sintetizar precursores de aminoácidos.
"Con nuestros experimentos, pudimos demostrar que estos catalizadores realmente pueden evolucionar a nivel molecular", dice Trapp. "Sorprendentemente, pueden cambiar los componentes básicos de los que están hechos. Además, pueden incorporar y expulsar estos componentes básicos modificados y, por lo tanto, experimentar una mutación genuina".
Los catalizadores se adaptan a su entorno; es decir, bajo diferentes condiciones, se forman varias especies con diferentes características catalíticas. Esto abre inmediatamente la posibilidad de múltiples vías de reacción para la transformación de material abiótico en biomoléculas funcionales. Como tal, en opinión de los autores, estos organocatalizadores podrían haber jugado un papel importante en la Tierra primitiva apoyando y catalizando el desarrollo de nuestro biosistema actual.
