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Paleobiología
Pistas Sobre la Vida Más Primitiva
Basada en el Oxígeno
30 de Abril de 2004.
 Microbiólogos
de la University of Hawaii han encontrado en unos microbios dos
proteínas capaces de atrapar oxígeno. Son sin duda los más antiguos
ancestros de la hemoglobina que conocemos, y una pista que nos acerca a
la identificación de las formas de vida más primitivas que empezaron a
utilizar el oxígeno.
Las citadas proteínas se llaman protoglobinas, y los científicos
investigan con interés cómo su estructura se desarrolló para transportar
y liberar oxígeno. Maqsudul Alam, el líder del proyecto, cree que este
trabajo también ayudará en el futuro a encontrar sustitutos para la
sangre.
El descubrimiento es importante. Para la vida más primitiva, el oxígeno
era venenoso. Un día, aparecieron en las archaea unicelulares proteínas
especiales que eran capaces de capturar y transportar el oxígeno
molecular, no para liberarlo para la respiración sino para aislarlo y
proteger al organismo de su acción. Las archaea son un grupo particular
de microbios, cuyo linaje se separó hace mucho tiempo del ancestro común
que compartió con las bacterias y las eucariotas (plantas, animales y
otras formas de vida dotadas de ADN insertado en un núcleo). Las archaea
aún existen, habitualmente en los entornos más duros de la Tierra, donde
reinan temperaturas muy altas y donde puede no haber oxígeno.
El equipo de Alam encontró dos protoglobulinas primitivas en dos
especies diferentes de archaea. Una, la Aeropyrum pernix, respira
oxígeno, sobrevive bien en agua salada casi en ebullición, y fue
descubierta por primera vez en las chimeneas termales que se encuentran
frente a las costas japonesas. La otra, Methanosarcina acetivorans, crea
gas metano a través de mecanismos anaeróbicos (sin oxígeno), y se
encuentra en muchos lugares, como el fondo sucio de los lagos o el
intestino humano.
La habilidad de usar el oxígeno para la respiración permitió que la vida
se diversificara grandemente, uno de los logros evolutivos más
importantes, sino el principal. A medida que las formas de vida
primitiva se establecieron en tierra, tuvieron que enfrentarse a
numerosas moléculas tóxicas que se encontraban en la atmósfera,
incluyendo óxido nítrico y sulfuro de hidrógeno. Es probable que las
primeras hemoglobinas se desarrollaran para unirse y eliminar estos
gases o reducir su toxicidad. Cuando el oxígeno se convirtió en un
componente importante de la atmósfera, los organismos hicieron lo mismo
con esta molécula, ya que también era tóxica para ellos.
Pero para que pudieran existir organismos más avanzados y grandes en una
atmósfera rica en oxígeno, éstos tuvieron que desarrollar un mecanismo
que aprovechara los beneficios de esta molécula. Así, las hemoglobinas
se convirtieron en transportadores de oxígeno, en vez de ser utilizadas
sólo para reducir su toxicidad.
Este paso evolutivo esencial interesa mucho a los investigadores, para
los cuales hallar hemoglobinas primitivas en las formas de vida más
antiguas existentes en la Tierra ha sido todo un acontecimiento.
Para hallar las protoglobinas, los expertos de Hawaii utilizaron
herramientas de biotecnología e informática. Clonaron secuencias
genéticas de los dos microbios y utilizaron la bacteria especializada E.
coli como maquinaria para expresar genes y así producir muestras de las
proteínas. Para analizar sus estructuras, las compararon con las de
otros miembros de la familia de las hemoglobinas. Los ordenadores
generaron modelos y crearon simulaciones moleculares dinámicas que
ilustran con animaciones cómo las proteínas se unen al monóxido de
carbono, el óxido nítrico y el oxígeno.
Información adicional en:
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