Simulando in laboratorio le condizioni della Terra primordiale, un team di scienziati guidato dalla Charles University nella Repubblica Ceca e dalla Johns Hopkins University negli Stati Uniti ha scoperto che senza un insieme di amminoacidi specifici, le proteine antiche non si sarebbero evolute nella vita come sappiamo oggi.
Queste scoperte, che descrivono in dettaglio come gli amminoacidi hanno plasmato il codice genetico di antichi microrganismi, gettano nuova luce sulle origini della vita sulla Terra.
“Ci sono gli stessi amminoacidi in ogni organismo, dagli umani ai batteri agli archaea, e questo perché tutte le cose sulla Terra sono collegate attraverso questo albero della vita originato da un organismo antenato di tutti gli esseri viventi della Terra“, ha detto il coautore dello studio Stephen Fried, un chimico della Johns Hopkins. “Stiamo studiando gli eventi che hanno determinato il motivo per cui quell’antenato ha ottenuto proprio quegli amminoacidi“.
I ricercatori hanno imitato la sintesi proteica primordiale di quattro miliardi di anni fa in un ambiente di laboratorio utilizzando un insieme alternativo di amminoacidi che erano molto abbondanti prima che la vita emergesse sul nostro pianeta.
Hanno scoperto che antichi composti organici integravano nella loro biochimica gli amminoacidi più adatti al ripiegamento delle proteine, suggerendo che la vita è emersa e ha prosperato sulla Terra non solo perché alcuni amminoacidi erano disponibili ma, principalmente, perché alcuni di essi erano particolarmente efficaci nell’aiutare le proteine ad adottare forme specifiche per svolgere funzioni cruciali.
“Il ripiegamento delle proteine, in pratica, ci ha permesso di fare evoluzione prima ancora che ci fosse la vita sul nostro pianeta. Potresti avere l’evoluzione prima di avere la biologia, potresti avere la selezione naturale per le sostanze chimiche utili alla vita anche prima che del DNA“, ha spiegato Fried.
Sebbene la Terra primordiale avesse centinaia di amminoacidi, tutti gli esseri viventi usano solo 20 di questi composti, quelli che gli scienziati chiamano amminoacidi “canonici”. Nei suoi primi miliardi di anni, l’atmosfera del nostro pianeta era costituita da una miscela di gas come ammoniaca e CO2 che, reagendo con alti livelli di radiazione UV, ha dato origine ad alcuni di questi aminoacidi, mentre altri sono stati portati dai meteoriti.
Il modo in cui sono emersi gli altri rimane una questione aperta su cui i ricercatori stanno attualmente indagando. “Stiamo cercando di scoprire cosa c’era di così speciale nei nostri amminoacidi canonici“, ha detto Fried. “Sono stati selezionati per qualche motivo particolare?”
“Per avere l’evoluzione nel senso darwiniano, è necessario disporre di questo modo completamente sofisticato di trasformare molecole genetiche come DNA e RNA in proteine. Ma replicare il DNA richiede anche proteine, quindi abbiamo un problema con l’uovo e la gallina. La nostra ricerca mostra che la natura avrebbe potuto selezionare elementi costitutivi con proprietà utili prima dell’evoluzione darwiniana“, ha aggiunto.
Infine, il fatto che molti di questi amminoacidi canonici siano arrivati dallo spazio suggerisce che tali composti potrebbero essere abbondanti in altre parti dell’universo, e che potrebbero avere dato origine alla vita anche lì. “L’universo sembra amare gli amminoacidi. Forse, se trovassimo la vita su un pianeta diverso, potremmo scoprire che non sarebbe poi così diversa“, ha concluso Fried.
Lo studio è pubblicato sul Journal of the American Chemical Society.
