Moléculas en el universodel hidruro de helio a los aminoácidos

Base real

• Ion hidruro de helio (HeH⁺): la primera molécula que se formó en el universo. Solo se detectó por primera vez en 2019, en una nebulosa planetaria.

• Hidrógeno molecular (H₂): la molécula más abundante del universo. Antes de que nacieran las primeras estrellas, el gas la necesitaba para irradiar calor y poder colapsar.

• Hidroxilo (OH): en 1963, la primera molécula detectada en el espacio interestelar con radiotelescopios.

• Monóxido de carbono (CO): la segunda molécula más abundante en las nubes moleculares; los radioastrónomos lo usan para cartografiar las nubes invisibles de hidrógeno molecular.

• Agua (H₂O): abundante en los granos de hielo interestelares, los cometas y los discos planetarios. Parte del agua de la Tierra pudo venir de asteroides.

• Amoníaco (NH₃): detectado en 1968, la primera molécula poliatómica hallada en el espacio interestelar.

• Metano (CH₄): Titán tiene lagos y lluvia hechos de metano.

• Polvo de silicato (SiO₄): el componente principal del polvo interestelar, que más tarde se aglutinó en planetas rocosos.

• Cianuro de hidrógeno (HCN): muy tóxico, pero quizá una materia prima clave para fabricar nucleobases y aminoácidos cuando empezó la vida.

• Formaldehído (H₂CO): la primera molécula orgánica poliatómica interestelar, detectada en 1969.

• Hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP): entre las moléculas grandes más comunes del espacio interestelar, se cree que encierran buena parte del carbono del cosmos.

• Fullerenos (C₆₀): hallados en una nebulosa planetaria en 2010, entre las mayores moléculas interestelares conocidas.

• Glicolaldehído (C₂H₄O₂): una de las moléculas de azúcar más simples, hallada en una nube de gas cerca del centro de la Vía Láctea.

• Olivino ((Mg,Fe)₂SiO₄): el mineral principal del manto superior; sus cristales también se encuentran en el polvo de cometas.

• Piroxeno ((Mg,Ca)SiO₃): un mineral común en el basalto y las rocas lunares.

• Magnetita (Fe₃O₄): el mineral natural más fuertemente magnético; algunas bacterias y aves migratorias también llevan microcristales de ella.

• Cuarzo (SiO₂): el mineral característico de la corteza continental y el componente principal de la arena.

• Feldespato (KAlSi₃O₈): el grupo mineral más abundante de la corteza terrestre.

• Circón (ZrSiO₄): extremadamente duradero. Los circones de Australia muestran que ya pudo haber agua líquida en la Tierra hace 4400 millones de años.

• Diamante (C): átomos de carbono muy apretados en un patrón tetraédrico, la sustancia natural más dura. Algunos meteoritos esconden nanodiamantes más viejos que el sistema solar.

• Minerales de arcilla (Al₂Si₂O₅(OH)₄): las superficies de arcilla pudieron ayudar a que los primeros fragmentos de ARN se alinearan y se unieran.

• Calcita (CaCO₃): componente de la caliza y de muchas conchas; los ojos de los trilobites eran cristales de calcita.

• Apatito (Ca₅(PO₄)₃): el principal componente inorgánico del esmalte dental y de los huesos.

• Pirita (FeS₂): apodada "el oro de los tontos". Una hipótesis sobre el origen de la vida sostiene que las primeras reacciones metabólicas ocurrieron sobre superficies de sulfuro de hierro.

• Glicina (C₂H₅NO₂): el aminoácido más simple; Rosetta también la detectó en el cometa 67P.

• Adenina (C₅H₅N₅): una de las nucleobases del ADN y del ARN; puede formarse a partir de 5 moléculas de cianuro de hidrógeno.

• Ribosa (C₅H₁₀O₅): el esqueleto de azúcar del ARN; puede formarse cuando el formaldehído se polimeriza sobre superficies minerales.

• Nucleótidos (NMP): la unidad básica de los ácidos nucleicos: una base, una ribosa y un fosfato unidos.

• Ácidos grasos (RCOOH): colocados en agua, forman espontáneamente vesículas de doble capa, que pudieron ser las primeras membranas celulares.

• ARN: una molécula que puede guardar información y catalizar reacciones, la protagonista de la hipótesis del mundo de ARN.

• ATP: la moneda de energía de la célula. El ATP total que un cuerpo humano fabrica y descompone cada día se acerca a su propio peso corporal.

• ADN: una molécula genética más estable que el ARN; todos los seres vivos celulares la usan para guardar sus genes.

• Clorofila (C₅₅H₇₂MgN₄O₅): absorbe la luz roja y azul y refleja la verde, con un solo átomo de magnesio en el centro.

• Hemoglobina (Hb): transporta oxígeno en átomos de hierro, lo que hace roja la sangre.

• Formamida (HCONH₂): calentar formamida sobre catalizadores minerales puede dar a la vez las cuatro nucleobases y precursores de muchos aminoácidos.

• Urea (CO(NH₂)₂): en 1828 Wöhler sintetizó urea a partir de materia inorgánica, la primera prueba de que los compuestos orgánicos no tienen por qué venir de seres vivos.

• Alanina (Ala): uno de los aminoácidos con mayor rendimiento en el experimento de Miller–Urey de 1953; también se encuentra en el meteorito de Murchison.

• Ácido aspártico (Asp): se encuentra tanto en el experimento de Miller–Urey como en meteoritos; también es el punto de partida para fabricar muchos otros aminoácidos.

• Serina (Ser): su nombre viene de la seda (en latín "sericum"); se aisló por primera vez de la sericina, una proteína de la seda.

• Ácido glutámico (Glu): el componente principal del glutamato monosódico es el glutamato de sodio, que da a la comida su sabor "umami".

• Valina (Val): la anemia falciforme la causa que un ácido glutámico de la hemoglobina sea sustituido por valina.

• Guanina (G): aislada por primera vez del excremento de aves (guano), de donde viene su nombre.

• Citosina (C): forma tres enlaces de hidrógeno con la guanina, el más fuerte de los pares de bases.

• Uracilo (U): una base exclusiva del ARN. La citosina se convierte en uracilo al perder un grupo amino; el uracilo también se ha detectado en el meteorito de Murchison.

• Leucina (Leu): uno de los aminoácidos más comunes en las proteínas; el cuerpo humano no puede fabricarlo.

• Isoleucina (Ile): tiene exactamente los mismos átomos que la leucina, ordenados de otra forma; las dos son isómeros.

• Prolina (Pro): su cadena lateral vuelve a unirse a la cadena principal, y actúa como un "codo" en la cadena de la proteína; el colágeno es especialmente rico en ella.

• Treonina (Thr): no se descubrió hasta 1935, el último de los 20 aminoácidos estándar en encontrarse.

• Homoquiralidad (L / D): la vida usa solo aminoácidos levógiros y azúcares dextrógiros. El meteorito de Murchison tiene algo más de aminoácidos levógiros, lo que sugiere que esta preferencia pudo venir del espacio.

• Fosfolípidos (PL): un extremo ama el agua y el otro la rechaza, así que se alinean solos en dobles capas. Todas las membranas celulares de hoy están hechas de ellos.

• Agregados hierro–azufre (Fe–S): entre los cofactores proteicos más antiguos; su estructura se parece mucho a los minerales de sulfuro de hierro de las aguas termales, lo que apoya la hipótesis de que la vida empezó en fuentes hidrotermales de aguas profundas.

• Ribozima (RNA*): ARN con capacidad catalítica. Cech y Altman ganaron el Nobel de Química de 1989 por descubrirla.

• Péptido (Gly-Ala): una cadena corta de aminoácidos unidos al perder agua. Mojar y secar repetidamente junto a una poza termal puede enlazar aminoácidos por sí solo.

• ARNt: un pequeño ARN con forma de trébol que reconoce un codón en un extremo y lleva un aminoácido en el otro, el "traductor" del código genético.

• NAD⁺: una coenzima que transporta electrones, con un nucleótido completo en la molécula; puede ser una reliquia del mundo de ARN.

• Coenzima A (CoA): un centro clave del metabolismo, necesario tanto para el metabolismo de los ácidos grasos como para el ciclo del ácido cítrico.

• Cisteína (Cys): un aminoácido con azufre; dos cisteínas pueden formar un puente disulfuro. Hacerse la permanente significa romper y rehacer estos enlaces.

• Metionina (Met): el primer aminoácido de casi todas las proteínas; es lo que codifica el codón de inicio AUG.

• Histidina (His): un "portador" común en los sitios activos de las enzimas, capaz de aceptar y ceder protones.

• Lisina (Lys): un aminoácido esencial escaso en los cereales, por lo que vivir solo de cereales lleva fácilmente a una carencia.

• Arginina (Arg): el cuerpo la usa para fabricar óxido nítrico, que ayuda a relajar los vasos sanguíneos.

• Asparagina (Asn): aislada del jugo de espárragos en 1806, el primer aminoácido descubierto.

• Glutamina (Gln): el aminoácido más abundante de la sangre, que da energía a las células inmunitarias y a las del intestino.

• Ribosoma (ARNr): la máquina molecular que traduce el ARN mensajero en proteína. El catalizador es ARN, no proteína, así que se considera un fósil viviente del mundo de ARN.

• Código genético (64 → 20): 64 codones de tres letras representan 20 aminoácidos más señales de parada, y casi todos los organismos comparten el mismo código.

• Proteína: predecir la estructura de una proteína a partir de su secuencia fue un problema durante medio siglo, y en 2020 AlphaFold lo resolvió en lo esencial.

• Fenilalanina (Phe): en 1961 Nirenberg usó ARN que solo contenía U para sintetizar una cadena de fenilalanina y descifró el primer codón, UUU.

• Tirosina (Tyr): aislada por primera vez del queso, su nombre viene de la palabra griega para "queso".

• Triptófano (Trp): el mayor de los aminoácidos estándar; el cuerpo lo usa para fabricar serotonina y melatonina.

• Timina (T): uracilo más un grupo metilo. El ADN la usa en lugar del uracilo, lo que hace más fácil detectar y reparar los errores por desaminación de la citosina.

• Desoxirribosa (C₅H₁₀O₄): tiene un átomo de oxígeno menos que la ribosa, lo que hace al ADN mucho más estable que el ARN.

• Enzimas (E): catalizadores biológicos. Algunas reacciones tardarían decenas de millones de años sin enzima y solo milisegundos con ella.

• Glucosa (C₆H₁₂O₆): el producto de la fotosíntesis. El cerebro humano usa unos 120 g de glucosa al día.

• Celulosa ((C₆H₁₀O₅)ₙ): el compuesto orgánico más abundante de la Tierra, formado por cadenas de glucosa. Las vacas y las ovejas necesitan microbios en el estómago para digerirla.

• Colágeno (Col): la proteína más abundante de los animales, que pega las células en tejido. El auge de los animales multicelulares quizá no habría sido posible sin él.

• Quitina ((C₈H₁₃NO₅)ₙ): el componente principal del exoesqueleto de los artrópodos y de las paredes celulares de los hongos, el segundo polisacárido más abundante de la naturaleza.

• Lignina: hace rígidos los tallos de las plantas para que puedan crecer altos. Los enormes depósitos de carbón del Carbonífero pueden estar relacionados con que los hongos de entonces aún no eran buenos descomponiéndola.

Investigación relacionada

Estos estudios tienen relación con el tema, pero no son una prueba directa de esta página.

• El experimento de Miller-Urey: Un estudiante de posgrado selló agua, metano, amoníaco e hidrógeno en un matraz y siguió dándole chispas, y obtuvo los aminoácidos que forman las proteínas.

  Fuente:Miller, Science 1953, "A production of amino acids under possible primitive earth conditions"

• Nucleótidos sin enzimas: Se halló una ruta química más «natural» para fabricar directamente componentes del ARN en condiciones primitivas.

  Fuente:Powner, Gerland & Sutherland, Nature 2009, "Synthesis of activated pyrimidine ribonucleotides in prebiotically plausible conditions"

• Aminoácidos en el espacio: En el meteorito de Murchison se hallaron aminoácidos de origen extraterrestre. Las materias primas de la vida podrían ser comunes en el universo.

  Fuente:Kvenvolden et al., Nature 1970, "Evidence for extraterrestrial amino-acids and hydrocarbons in the Murchison meteorite"

• Fuentes termales del fondo marino: Alrededor de las fuentes termales del fondo marino existen ecosistemas que no dependen de la luz solar, y eso da un nuevo lugar candidato para el origen de la vida.

  Fuente:Corliss et al., Science 1979, "Submarine thermal springs on the Galápagos Rift"