Viendo la vida en los virus

Antes del mundo ADN actual, pudo haber existido el mundo ARN, y tal vez en él nació la vida.

Todos nosotros intentamos evitar a los virus debido a los problemas que pueden causar en nuestra salud. Algunos virus hacen más que crear una molestia temporaria; se estima que el virus de la influenza de 1918 causó la muerte de entre 50 a 100 millones de personas en todo el mundo.

Representación artística del virus del Síndrome Respiratorio Agudo Severo. Este virus ARN ha matado a cientos de personas, desde que fue reportado por primera vez en 2003. © astrobio.net

Sin embargo, podríamos cambiar nuestra forma de pensar sobre los virus si descubriéramos que en lugar de ser simplemente peligrosos para la vida, podrían ser la base de la misma vida.

Kirsi Lehto de la universidad de Turku, en Finlandia, estudia los virus de las plantas enfocándose en el papel que cumplieron en el origen y evolución de la vida.

“Estoy inclinado a ver los virus actuales como modelos hipotéticos de los primitivos organismos ARN”, dice Lehto. Al igual que los primitivos organismos basados en ARN, los virus ARN utilizan el ácido ribonucleico como su molécula de información genética. Los virus del SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome = Sindrome Respiratorio Agudo Severo), de la influenza y de la hepatitis C son todos virus ARN.

A pesar de su tendencia a causar enfermedades en los seres humanos y en otros organismos, Lehto cree que los virus de ese tipo podrían contener claves sobre la forma en que la vida primitiva efectuó la transición entre la base ARN a la base ADN.

Hay 6 000 millones de pares base de ADN en el núcleo de casi cada una de nuestras células, empacadas en 46 paquetes llamados cromosomas, que codifican dos conjuntos de 80 000 genes diferentes, cada conjunto heredado de cada uno de nuestros padres. Cada gen contiene desde cien hasta varios millones de pares base. © The Science Museum, UK.

En el comienzo, la vida tuvo que comenzar en una forma muy simple, y la vida actual basada en el ADN es muy compleja. Parte del problema con la vida basada en el ADN es la relación interdependiente con las proteínas.

Actualmente, las instrucciones para la fabricación de proteínas está codificada en el ADN, pero el ADN necesita proteínas para existir. Es entonces que entra en escena el ARN, que todavía es el mediador entre el ADN y la síntesis de proteínas. En los primeros tiempos de la historia de la vida, esta molécula mediadora puede haber cumplido el papel tanto de las proteínas como del código genético.

“Debe haber habido una época en la cual todavía no se había inventado la maquinaria actual”, dice Lehto. “La vida debía funcionar sin proteínas, y el ARN habría sido la parte central de este sistema; la información está en el ARN, y el ARN compone el núcleo de la maquinaria para traducir la información. De modo que se piensa que antes de la época en que fueron inventadas las proteínas, el ARN debió estar haciendo todo por sí mismo”.

La vida pudo haber evolucionado hacia el mundo ADN que vemos ahora a causa de las limitaciones del mundo ARN. El ARN es una molécula frágil, que se rompe fácilmente. Comete un montón de errores cuando copia información. Además, y en primer lugar, los genomas ARN no pueden contener tanta información.

“En el mundo primitivo, los mismos fragmentos del ARN pudieron haber tenido solamente unos pocos centenares de nucleótidos de longitud”, dice Lehto. Los nucleótidos son las unidades repetidoras de los azúcares, de los fosfatos y de las bases nitrogenadas que componen los genes que forman cadenas de ARN o de ADN. “Actualmente, los virus ARN funcionales tienen una longitud de aproximadamente 4 000 nucleótidos, y contienen tres genes funcionales. Los genomas virales ARN más largos contienen como máximo 20 genes”.

La vida primitiva pudo haber utilizado el ARN para realizar las funciones que ahora cumplen el ADN y las proteínas. © astrobio.net

Compárese eso con la capacidad del ADN de contener cientos de millones de nucleótidos, y miles de genes. Por ejemplo, el genoma humano está compuesto por más de 30 000 genes.

Ahora bien, más grande no siempre es mejor. Lehto dice que los virus poseen los genomas copiadores más pequeños que se conocen en la actualidad, y algunos de ellos sobreviven con un número mínimo de funciones genéticas auto-codificadas.

“Los diferentes virus utilizan estrategias y mecanismos moleculares diferentes para su supervivencia, y muchos de estos mecanismos son realmente ingeniosos y eficientes”, dice Lehto.

Los virus ARN se las han arreglado para superar la fragilidad y los errores de copiado a los que era propensa la vida primitiva basada en el ARN. Lehto dice que las estrategias observadas en estos virus pueden haber sido similares a la forma en que la vida ARN primitiva pudo haber sobrevivido, reproducido y eliminado a sus competidores y parásitos, para finalmente “asociarse con estructuras membranosas, lo que llevó al desarrollo de las membranas celulares, y de la vida celular”.

Lehto no es la primera científica en ver a los virus ARN como un modelo de la vida primitiva. Sin embargo, dice que debe llevarse a cabo más investigaciones sobre las diversas formas en que los virus logran hacer tanto con tan poco. Armados con este tipo de información, podremos tener una idea más clara acerca de cómo lucía la vida primitiva sobre la Tierra, y de cómo funcionaba.

Los fuentes hidrotermales de las profundidades del mar, tal como la que aquí se ve en la cordillera Juan de Fuca en el Pacífico, frente a la costa del estado de Washington, expulsan fluidos súper calientes ricos en minerales hacia el agua oceánica que los rodea. Se cree que las fuentes como ésta fueron un lugar posible para el origen y la primitiva evolución de la vida. © MBARI

”Los ciclos de vida de los virus actuales dependen del medioambiente interior de sus células huésped”, dice Lehto. “Esta característica podría ser una reminiscencia del hipotético medioambiente de la vida primitiva, que aparentemente tenía que proporcionar un suministro rico en todos los componentes necesarios”.

Uno de los medioambientes hipotéticos para el origen de la vida es el de las fuentes o chimeneas hidrotermales. Estas fuentes hidrotermales son el hogar de las termófilas, bacterias o arqueas que pueden vivir en altas temperaturas. El análisis genético ha demostrado que las termófilas se encuentran entre las formas de vida más antiguas que se conocen. También se han detectado virus en los lugares de esas fuentes hidrotermales, aunque poco se sabe de su procedencia y de su historia.

Sin importar su papel en la historia de la vida, la mayoría de los científicos no consideran que los virus sean en sí mismos formas de vida, porque son parásitos que necesitan un huésped para sobrevivir. Peter Ward, un paleontólogo de la universidad de Washington y autor del libro “La vida tal como no la conocemos”, piensa de otra manera, y ha propuesto que algunos virus son fósiles del antiguo mundo ARN. Sugiere la creación de una nueva categoría taxonómica para las formas de vida que están basadas en el ARN. Tener esta nueva categoría para la definición de vida podría resultar algo prático en el futuro, según dice, porque es posible que pudiéramos encontrar vida ARN en otros mundos.

“Qué forma de vida podemos esperar encontrar en otros planetas”, pregunta Ward. “Quizás la vida ADN sea algo común en Marte. Tenemos formas de comprobación que pueden hallar vida ADN, pero podría haber haber vida ARN que no podemos encontrar utilizando los exámenes actuales”.

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Artículo original: “Seeing Life in Viruses”
Autor: Leslie Mullen
Fecha: Octubre 27, 2008
Enlace con el artículo original: aquí
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