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Come l’Rna catalizzo’ il passaggio di elettroni 3 miliardi di anni fa

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Un nuovo studio rivela la natura complessa delle reazioni biochimiche attive sulla Terra all’epoca delle prime forme di vita, circa 3 miliardi di anni fa. Lo studio offrirebbe prove significative del fatto che l’evoluzione della vita sia passata attraverso una fase iniziale in cui l’Rna ha giocato un ruolo centrale, prima che il Dna e le altre proteine codificate facessero la loro comparsa. In particolare lo studio mostra il ruolo, fino ad ora non conosciuto, che deve aver svolto l’Rna nel “catalizzare” il trasferimento di elettroni in condizioni simili a quelle della Terra in origine, ovvero un ambiente privo di ossigeno in forma gassosa, ma ricco di ferro in forma solubile. Condizioni in cui l’Rna, rivela lo studio, acquisiva la capacità di favorire il passaggio di elettroni da una specie chimica all’altra, cioè un processo chiave nella biologia, coinvolto per esempio nella fotosintesi e nella respirazione, processi con i quali le cellule producono la loro energia.

Pubblicato sul magazine Nature Chemistry, lo studio è il frutto del lavoro del Center for Ribosomal Origins and Evolution (Ribo Evo), promosso dal Nasa Astrobiology Institute all’interno della Scuola di Chimica e biochimica della Georgia Tech University.

Su 10 tipologie di Rna osservate, i ricercatori hanno rilevato che solo l’Rna ribosomiale 23s e l’Rna transfer, ovvero i due tipi più abbondanti e antichi, catalizzano il trasferimento di elettroni in modo efficiente quando si legano al ferro. Durante l’evoluzione, l’ossigeno che entrato nell’ambiente come prodotto della fotosintesi avrebbe determinato l’ossidazione del ferro, rendendolo tossico, sebbene esso sia stato – e sia ancora adesso – necessario per la vita. Secondo Loren Williams, tra i team leader dello studio, per questa ragione esso sarebbe stato progressivamente sostituito dal magnesio per legare, ripiegare e rendere attiva la molecola di Rna. “La nostra scoperta suggerisce che la capacità catalitica dell’Rna potrebbe essere stata superiore nelle condizioni originarie della Terra rispetto a oggi”; spiega Williams, aggiungendo che “questi esperimenti potrebbero aver riportato in vita una funzione dell’Rna che era latente”.

Frutto dell’espansione di una ricerca già pubblicata a maggio 2012 su Plos One, lo studio apre nuove prospettive al team di ricerca, che adesso lavorerà per scoprire se l’Rna abbia posseduto altre funzioni finora sconosciute, e se esse possano essere attivate proprio dall’interazione con altri metalli particolarmente abbondanti nel passato.

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