Formación Espontánea de ARN en Vidrio Volcánico ¿Origen del ARN Prebiótico?

^{Columnas basálticas en Huasca de Ocampo, Estado de Hidalgo, México. Por: Inés Urdaneta}

^{Por: Dra. Inés Urdaneta, Físico e investigator de Resonance Science foundation}

El origen del ARN (ácido ribonucleico) prebiótico es uno de los mayores misterios de la biología.

El ARN y el ADN (ácido desoxirribonucleico) son ácidos nucleicos, es decir, son macromoléculas denominadas biopolímeros, y son esenciales en la vida, ya que desempeñan un papel crítico en procesos biológicos como la codificación, decodificación, regulación y expresión de los genes. El ARN se ensambla como una cadena de nucleótidos (monómeros compuestos por azúcares de 5 carbonos, grupos fosfatos y una base nitrogenada), al igual que el ADN, pero a diferencia de éste que tiene una doble cadena emparejada, el ARN se encuentra en la naturaleza como una sola cadena plegada sobre sí misma. Si el azúcar implicado es la ribosa, el biopolímero es el ARN; si el azúcar es el derivado de la ribosa, la desoxirribosa, el biopolímero resultante es el ADN.

Los organismos celulares utilizan el ARN mensajero (ARNm) para llevar la información genética que dirige la síntesis de proteínas específicas, entre otras funciones.

La idea general en el desarrollo de la vida en la tierra, es que la evolución basada en la replicación del ARN precede a la aparición de la síntesis de proteínas. Esto significaría que el ARN es el precursor del ADN.

Una de las preguntas más difíciles de responder es: ¿cómo y por qué se unen los nucleótidos que forman las bases del ARN y del ADN, para crear estos biopolímeros? La respuesta puede estar a la vuelta de la esquina.

^{Columnas basálticas en Huasca de Ocampo, Estado de Hidalgo, México. Estos prismas resultan de una actividad volcánica llamada volcanismo efusivo, ocurrida hace 2.6 millones de años (época del Plioceno-Pleistoceno). Por: Inés Urdaneta}

Experimentos recientes [1] demuestran que el ARN puede formarse espontáneamente cuando se incuban moléculas componentes conocidas como ribonucleósidos trifosfatos y se filtran a través de vidrios basálticos. como los que probablemente estaban presentes hace 4.300 o 4.400 millones de años en la superficie de la Tierra, donde se formaron por impactos y vulcanismo. 

El ácido polirribonucleico obtenido tiene una longitud media de 100-300 nucleótidos, y fue estable durante meses, con una tasa de síntesis de 2 × 10^-3 pmoles de trifosfato polimerizado cada hora por gramo de vidrio (25°C, pH 7,5).

El basalto es una roca ígnea que contiene más del 45 y menos del 52% de SiO₂ y menos del cinco por ciento de álcalis totales (K₂O + Na₂O)₃, y se define en el diagrama TAS mostrado abajo, donde se representan los diferentes tipos de formaciones basálticas en términos de sus composiciones relativas.

Estas estructuras de basalto procedentes de entornos calientes, como la actividad volcánica, han dado lugar a formaciones geológicas que parecen de otro mundo, como la Calzada del Gigante, en Irlanda del Norte, compuesta por más de 40.000 columnas hexagonales de basalto que se formaron cuando el magma brotó a través de grietas en la superficie de la Tierra hace 60 millones de años.

^{Calzada del Gigante, en irlanda del Norte.}

La mayor parte de las zonas de las cuencas oceánicas de la Tierra están subyacentes por basalto; las coladas de lava y los basaltos de inundación subyacen en más superficie de la Tierra que cualquier otro tipo de roca. Y no sólo en la Tierra, sino que el basalto también es una roca abundante en el subsuelo de la Luna, zonas conocidas como "maria lunar". La edad de las marías lunares puede estimarse observando la densidad de los cráteres de impacto en su superficie. Los flujos de basalto más jóvenes tendrán menos cráteres.

E incluso encontramos basalto en Marte, donde su volcán, el Olympus Mons, se formó a partir de flujos de lava basáltica. El monte Olimpo es la montaña más alta de Marte y es el mayor volcán conocido de nuestro sistema solar.

Las estructuras basálticas de Huasca de Ocampo, en el Estado de Hidalgo, México, fueron encontradas por Alexander von Humboldt en 1803, quien realizó su dibujo, inmortalizado en el siguiente grabado ...

RSF en perspectiva:

Estos resultados sugieren que si los trifosfatos estuvieran disponibles en los entornos, los polirribonucleótidos también lo estarían. El origen de la vida en la Tierra está revelando progresivamente sus misterios, y nos parece curioso que la formacion espontanea de ARN suceda en estructuras basálticas, dado que la mayoría de ellas tienen una geometría hexagonal.

El Modelo del Campo Unificado de Nassim Haramein demuestra que esta geometría es la fundamental para la estructura del espacio. Vista en 2D, el empaquetamiento de las Unidades Esféricas de Planck (PSU) que discretizan el espacio, da como resultado esa forma particular tipo panal de abeja, que en las civilizaciones antiguas se conoce como la flor de la vida.

^{Inés Urdaneta, en las estructuras basálticas de Huasca de Ocampo, Estado de Hidalgo, México.}