Un alfabeto genético prebiótico como ancestro darwiniano temprano para la evolución pre-ARN
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Síntesis de BaTP. Diagrama que ilustra los diferentes pasos en la síntesis química del alfabeto génico prebiótico Barbitudina y su trifosfato correspondiente Trifosfato de barbitudina (BaTP) 44 — biorxiv
Se cree que el código genético basado en el ARN es fundamental para el surgimiento de la vida debido a su doble capacidad de transferencia de información y catálisis. Sin embargo, el código genético de los primeros años de vida potencialmente no se limitaba únicamente a los alfabetos genéticos canónicos.
La presencia de un gran repertorio de nucleobases modificadas en la biología existente como “firmas del pasado” destaca la relevancia de los alfabetos no canónicos, hábilmente reforzados por experimentos que demuestran su fácil conversión en nucleósidos y nucleótidos.
Todos estos apoyan firmemente un mundo anterior al ARN, en el que se cree que las moléculas informativas contenían alfabetos genéticos alternativos. Sin embargo, la comprensión de la capacidad de las moléculas de pre-ARN para adquirir una función emergente ha permanecido menos extendida. Además, los pasos involucrados en su transición a un mundo de ARN canónico no han sido estudiados sistemáticamente en el marco de los orígenes de la vida.
En este estudio, informamos la síntesis de un alfabeto genético prebiótico relevante que contiene la nucleobase no canónica, el ácido barbitúrico. Demostramos por primera vez la incorporación enzimática de este alfabeto plausible prebiótico (BaTP) en el ARN, utilizando la proteína ARN polimerasa T7.
De manera relevante, la incorporación de este alfabeto genético en un aptámero de espinaca tierna no afectó su estructura secundaria general, al tiempo que le permitió conservar su función aptámera. Además, demostramos la transferencia fiel de la información genética de los nucleótidos de barbitudina que contienen pre-ARN al ADN, utilizando una polimerasa de ADN dependiente de ARN de alta fidelidad. Estos hallazgos apuntan a una ruta putativa para la evolución molecular temprana del código genético de la vida existente.
Anupam A. Sawant, Sneha Tripathi, Sanjeev Galande, Sudha Rajamani
papel completo https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.03.16.532322v1.full.pdfbiorxiv.org
Astrobiología
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