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Investigadores dan un primer paso hacia la vida basada en silicio

Posted by on Mar 22, 2016 | 0 comments

Investigadores dan un primer paso hacia la vida basada en silicio

Para la vida en la Tierra, el carbono es el rey. Todos los organismos construyen sus células a partir de moléculas basadas en el carbono. Los científicos y los autores de ciencia ficción han especulado que debido a que los átomos de silicio disponen sus enlaces en una forma similar a la de carbono, el silicio podría constituir la base de una bioquímica alternativa de vida. Sin embargo, a pesar de que el silicio está ampliamente disponible en la Tierra y constituye el 28% de la corteza del planeta (frente al 0,03% de carbono), el elemento está casi totalmente ausente en la química de la vida.

Eso puede cambiar pronto. Investigadores de San Diego, California, informaron esta semana en la reunión semestral de la Sociedad de Química Americana que han evolucionado una enzima bacteriana que incorpora de manera eficiente silicio en hidrocarburos simples. Por el camino, organismos capaces de incorporar en sus células silicio podrían dar lugar a una novedosa bioquímica de la vida, aunque por el momento la creación de vida real basada ​​en el silicio (como el de Horta de Star Trek, en la foto) sigue siendo un largo camino por recorrer.

Para obtener la biología de adoptar silicio, Frances Arnold, un químico en el Instituto de Tecnología de California (Caltech) en Pasadena, junto con el asistente de post-doctorado Jennifer Kan y el estudiante graduado Rusty Lewis, iniciaron su trabajo por aislamiento de bacteria termófila, que crece en aguas termale . Como muchos organismos, la bacteria contiene una enzima llamada citocromo c, que transporta electrones a otras proteínas, por lo que es ampliamente útil en la bioquímica. En algunos casos, sin embargo, las enzimas en bacterias termófilas expanden sus papeles para llevar a cabo otras reacciones laterales. Por lo que los investigadores de Caltech probaron su microbio y encontraron que en casos raros también su citocromo c añade silicio a los hidrocarburos.

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En la naturaleza, la capacidad de silicio de la adición de citocromo c es de tan débil que es probable que sea sólo un subproducto de la función de la enzima, no de la propia enzima ni siquiera cerca de su función primordial. Para tratar de reforzarlo, el equipo incubó las bacterias con compuestos de silicio y carbono y seleccionaron los organismos que producen la mayor cantidad de hidrocarburos que incorporaron silicio. Después de sólo tres rondas de esta selección artificial, las enzimas han evolucionado para formar hidrocarburos que contienen silicio 2000 veces tan fácilmente como el citocromo c natural. “El poder de la evolución muestra realmente cuando aparece una nueva función y luego se ve obligado a adaptarse a través de la evolución dirigida”, dice Arnold.

Por ahora, los compuestos de hidrocarburos de enriquecidos en silicio, llamados organosilanos, probablemente no son útiles tanto para las bacterias o para la industria. Son cortos y ramificados, a diferencia de las versiones de numerosos eslabones de una cadena que las hacen interesantes para empresas químicas para usos tales como adhesivos, masillas y selladores.

Sin embargo, Joseph DeSimone, un químico de la Universidad de Carolina del Norte, Chapel Hill, que vio Arnold presentar sus resultados en la reunión, calificó los resultados como “increíbles” y dijo que abren nuevas perspectivas para la química. Arnold señala que los organismos vivos se especializan en la realización de la química compleja a temperaturas y presiones moderadas, lo que es ideal para su uso como fábricas de productos químicos “verdes”. Así algún día, los microbios evolucionados podrían ser capaces de producir materiales basados ​​en silicio complejos, tales como los utilizados en adhesivos, utilizando sólo una fracción de la energía de las empresas químicas requieren hoy en día.

Dar el salto más grande para producir la vida basada en el silicio como el de Horta de Star Trek sigue siendo una perspectiva mucho más distante. Pero ahora que los científicos tienen un punto de apoyo, Arnold dice, será divertido ver lo que pueden hacer con ella. “Ahora, tenemos la oportunidad de llevar silicio a la vida.”

Fuente: Science

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