5.19: Primeras moléculas orgánicas
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¿Cómo se producen moléculas grandes?
De los más pequeños. Las primeras moléculas orgánicas fueron probablemente moléculas a base de carbono muy simples hechas de pocos átomos. Estas moléculas luego se combinaron con otras moléculas simples para formar moléculas más complejas. A lo largo de muchos años y probablemente billones y billones de reacciones químicas, se formaron moléculas más complejas y moléculas más estables.
Las primeras moléculas orgánicas
Todos los seres vivos consisten en moléculas orgánicas, centradas alrededor del elemento carbono. Por lo tanto, es probable que las moléculas orgánicas evolucionaron antes que las células, quizás hasta hace 4 mil millones de años. ¿Cómo se formaron primero estos bloques de construcción de la vida?
Los científicos piensan que los rayos desataron reacciones químicas en la atmósfera temprana de la Tierra. La atmósfera temprana contenía gases como amoníaco, metano, vapor de agua y dióxido de carbono. Los científicos plantean la hipótesis de que esto creó una “sopa” de moléculas orgánicas a partir de productos químicos inorgánicos. En 1953, los científicos Stanley Miller y Harold Urey utilizaron su imaginación para probar esta hipótesis. Crearon un experimento de simulación para ver si las moléculas orgánicas podrían surgir de esta manera (ver Figura a continuación). Utilizaron una mezcla de gases para representar la atmósfera temprana de la Tierra. Después, pasaron chispas a través de los gases para representar un rayo. Dentro de una semana, se habían formado varias moléculas orgánicas simples.
El experimento de Miller y Urey. Miller y Urey demostraron que las moléculas orgánicas podrían formarse bajo condiciones simuladas de la Tierra temprana. ¿En qué supuestos se basaba su simulación? ¿Qué molécula orgánica vino primero?
Los seres vivos necesitan moléculas orgánicas para almacenar información genética y para llevar a cabo el trabajo químico de las células. Los organismos modernos utilizan el ADN para almacenar información genética y proteínas para catalizar reacciones químicas. Entonces, ¿evolucionaron primero el ADN o las proteínas? Esto es como preguntar si la gallina o el huevo vinieron primero. El ADN codifica proteínas y las proteínas son necesarias para hacer ADN, por lo que cada tipo de molécula orgánica necesita la otra para su propia existencia. ¿Cómo podría haber evolucionado alguna de estas dos moléculas antes que la otra? ¿Alguna otra molécula orgánica evolucionó primero, en lugar de ADN o proteínas?
Hipótesis Mundial del ARN
Algunos científicos especulan que el ARN pudo haber sido la primera molécula orgánica en evolucionar. De hecho, piensan que la vida temprana se basó únicamente en el ARN y que el ADN y las proteínas evolucionaron más tarde. A esto se le llama la hipótesis del mundo del ARN. ¿Por qué ARN? Puede codificar instrucciones genéticas (como ADN), y algunos ARN pueden llevar a cabo reacciones químicas (como proteínas). Por lo tanto, resuelve el problema de pollo y huevo de cuál de estas dos moléculas vino primero. Otra evidencia también sugiere que el ARN puede ser la más antigua de las moléculas orgánicas.
Resumen
- Las primeras moléculas orgánicas se formaron hace unos 4 mil millones de años.
- Esto pudo haber sucedido cuando un rayo provocó reacciones químicas en la atmósfera temprana de la Tierra.
- El ARN pudo haber sido la primera molécula orgánica que se formó, así como la base de la vida temprana.
Revisar
- Describir el experimento de Miller y Urey. ¿Qué demostró?
- Indicar la hipótesis del mundo del ARN.
Recursos
| Imagen | Referencia | Atribuciones |
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[Figura 1] | Crédito: Usuario:Carny/He.Wikipedia, modificado por Fundación CK-12 Fuente: Commons.wikimedia.org/wiki/Archivo:muexperiment.png Licencia: CC BY-NC |
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[Figura 2] | Crédito: Usuario:Carny/He.Wikipedia, modificado por Fundación CK-12 Fuente: Commons.wikimedia.org/wiki/Archivo:muexperiment.png Licencia: CC BY 2.5 |