¿Cómo surgió la vida? Es una de las grandes preguntas que científicos y filósofos llevan años intentando explicar, sin encontrar nunca una respuesta definitiva y eficaz. Algunos creen que se debió a un proceso de abiogénesis, es decir, materia inerte. Otros prefieren la teoría de la panspermia, lo que asegura que el planeta fue “inseminado” de un meteorito que contenía gérmenes y materia orgánica durante millones de años. Pero ciertamente nadie o muy pocas personas conocían el término ‘chemoton‘, desarrollado por el biólogo y bioquímico húngaro Tibor Gánti.
Nacido en 1933 en el pequeño pueblo de Vác, Hungría, tuvo una infancia muy convulsa debido a la alianza que su país hizo con la Alemania nazi en la Segunda Guerra Mundial. En 1945, cuando Gánti tenía 12 años, el ejército fue derrotado por la Unión Soviética, que controlaría el país durante décadas, convirtiendo a Hungría en un un estado satélite de Stalin, así como las naciones vecinas. Fue recién en la década de 1960 que Gánti comenzó a estudiar, según un interesante artículo de ‘Geografía nacional‘que se asemeja a tu figura.
El quimiotón, o “el organismo vivo más simple posible”: una combinación de genes, actividad metabólica y membrana protectora
Gánti optó por la ingeniería química antes de convertirse en bioquímico. En 1971 publicó su libro más importante, ‘Los principios de la vida’, que no está traducido al español o inglés, donde el nombre ‘aparece primerochemoton‘, que para él sería su forma de llamar la unidad fundamental de la vida. Antes, lo llamaban célula o mónada. Y ahora su propuesta parecía darle más al ojo del objetivo de cómo se llegó a formar el ADN para que las células pudieran evolucionar y organizarse, dando lugar a un sistema orgánico vivo con capacidades reproductivas inusuales.
Hiperciclos y ensamblajes autocatalíticos
En ese momento, la bioquímica tuvo un impulso extraordinario. Stuart KauffmanTeórico biólogo estadounidense, propuso que la primera condición para la vida era la capacidad de los organismos vivos de copiarse a sí mismos, de la misma manera que las formas de vida más simples y pequeñas, como las bacterias o los virus. Al reflexionar sobre cómo funcionaba antes de la formación de las células, comenzó a estudiar cómo se mezclaban las sustancias químicas. Según él, un químico A favorece la formación de un químico B, lo cual, a su vez, conduce al nacimiento de un nuevo químico C y así sucesivamente hasta que algo en esta cadena produce una nueva versión del químico A. Después de este ciclo, habrá dos copias de cada conjunto de químicos, y así sucesivamente. en adelante el proceso continuaría exponencialmente.
“Fue una verdadera revelación, capturó la esencia de lo bien que surge la vida”.
Kauffman llamó a este grupo de químicos que se copian produciendo variaciones en su estructura como un “conjunto autocatalítico”, argumentando que esto pudo haber sido la base de la vida anterior, cuando los grupos alcanzaron tal grado de complejidad que incluso produjeron una amplia variedad de moléculas complejas, como el ADN. Esta idea fue desarrollada más tarde por Manfred Eigen, quien describió lo que llamó ‘hiperciclo‘en el que varios conjuntos autocatalíticos se combinan para dar a luz a uno mucho más grande.
Este hiperciclo de Eigen consiste en una mezcla de sustancias químicas elaboradas a partir de ácidos nucleicos (ADN) y proteínas que producen más células cuando se solicitan en base a la información proporcionada por estos genes. De esta forma, el sistema puede evolucionar en base a mutaciones genéticas. Gánti, a su vez, reunió todas estas teorías y fue mucho más allá. El científico húngaro describió que para que exista un organismo vivo, debe haber dos procesos básicos: el primero, para construirse y mantenerse, es decir, una capacidad metabólicaa, mientras que el segundo requería un sistema de almacenamiento de información para seguir reproduciéndose de la misma forma o con diferentes mutaciones, lo que equivale a la genética.
La versión preliminar del chemioton de Gánti fue, por tanto, la que estableció que dos conjuntos autocatalíticos con funciones diferentes se combinaban para dar lugar a un conjunto autocatalítico mayor. Más tarde, llegaría a la conclusión de que estos dos sistemas necesitarían una barrera protectora, que bien podría ser agua o el caldo primordial, para sobrevivir. Por lo tanto, estableció que también había un tercer sistema agregado al sistema genético y metabólico que servía como membrana para proteger el núcleo. Esta barrera bien puede estar compuesta de lípidos. Entonces, se le ocurrió la definición de lo que llamó el quimiotón “el organismo vivo más simple posible “: combinación de genes, actividad metabólica y membrana protectora.
“Fue una verdadera revelación, capturó muy bien la esencia de cómo surge la vida”, dice. Nediljko Budisa, de la Universidad de Manitoba en Winnipeg, Canadá, en ‘National Geographic’. El término chemoton apareció por primera vez traducido al inglés en 1987, casi dos décadas después de los descubrimientos de Gánti. Años más tarde, se mencionó por primera vez en un ‘artículo’ publicado en 1995 y escrito por John Maynard Smith, noble ‘Las principales transiciones en la evolución’, donde fue citado. No fue hasta 2003 que el libro de Gánti, escrito inicialmente en húngaro en 1971, finalmente se publicó en inglés.A la edad de seis años, el científico moriría.
“La vida no es proteína, no es ARN, no es membranas lipídicas. Entonces, ¿qué es? Todas estas cosas están organizadas correctamente”.
Sin embargo, su teoría del quimiotón se encontró con mucha oposición de la comunidad científica internacional. Básicamente, porque las teorías dominantes apuntaban a la existencia del ARN, un primo cercano al ADN, que también puede portar genes y al mismo tiempo actuar como una enzima que acelera las reacciones químicas, lo que llevó a la conclusión de que este era el origen de vida. La refutación de esta teoría llegó más tarde, ya que El ARN no se puede copiar a sí mismoDe la misma forma que el propio material genético del coronavirus necesita células humanas para reproducirse.
Influencia posterior de Gánti
Aunque las teorías de Gánti pasaron desapercibidas, a principios de la década de 2000 hubo una buena ola de científicos que intentaron desarrollarla para dar lugar a nuevas premisas sobre los orígenes de la vida. Uno de ellos es Jack Szostak, de la Facultad de Medicina de Harvard, que intentó producir quimiotonos o protoceldas que puedan crecer y dividirse. Dentro un estudio de 2013, hicieron que el ARN de estas protocélulas se copiara, trayendo información genética y la membrana protectora al proceso. Descubrieron que, a medida que el ARN se acumula dentro de la célula, ejerce presión sobre esta membrana externa, que estimula el crecimiento de la protocélula.
Sin embargo, hasta ahora, ninguno de los experimentos ha logrado producir un quimiotón que realmente funcione. Esto puede deberse a errores en la formulación teórica de Ganti o simplemente porque es un proceso muy complejo. Lo que los científicos que siguen los pasos del bioquímico húngaro reconocen es que la más innovadora de las teorías de Gánti es la idea de que solo un abordaje integral de los diferentes procesos metabólicos, genéticos y membranosos podría dar lugar a la forma de vida más primitiva. “La vida no es proteína, no es ARN, no es membranas lipídicas “, concluye James Griemeser, de la Universidad de California. “Entonces, ¿qué es? Son todas esas cosas las que tienden a organizarse correctamente”.
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