Gaur egungo zeluletan ATP-sintasa entzimak zelula-mintzetan zeharreko ioien fluxua erabiltzen du energia-gordailu unibertsala den ATP sintetizatzeko. Prozesu hori gertarazteko funtsezkoa da zelularen eta kanpo-ingurunearen artean ioi-gradientea sortzea eta gradiente horren eragile dira ioiak ponpatzeko proteinak. Baina, zelulek energia sortzeko ioi-gradienteak behar badituzte eta horren erantzule diren proteinak sintetizatzeko ere energia behar bada, zein agertu zen lehen aldiz, oiloa ala arrautza?

Cell aldizkarian argitaratu berri den hipotesiaren arabera, hidrogenoz saturatutako ur alkalinoek ozeano sakoneko arrakaletako ur azidoekin bat egitean, protoi-gradiente natural bat sortuko litzateke burdin eta sulfurotan joriak ziren arroketako pareta mineral finetan zehar. Eskenatoki horrek baldintza egokiak bilduko lituzke karbono dioxidotik eta hidrogenotik abiatuta karbonozko molekula organikoak sortzeko, zeintzuek elkarren artean erreakziona lezaketen biziaren oinarri diren nukleotido eta aminoazidoak sortzeko.

Itsaso sakoneko arrakala termaletako arroketan pareta fin horiek osatutako labirintoak daude, proto-zelula gisa jokatu ahal izan zutenak bai protoi-gradienteak sortuaz eta baita materia organiko sinplea kontzentratuaz, gerora proteina konplexuak edota RNA sortuko zutenak. Nick Lane (College Unibertsitatea, Ingalaterra) eta Bill Martin (Düsseldorf-eko Unibertsitatea, Alemania) defendatzaile dituen hipotesi horren arabera, arrokazko proto-zelula horiek izan ziren biziaren lehen zantzuak.

Arrokazko proto-zelula horietara mintz organiko iragazkorrak batuko lirateke ondoren. Zelulek arrakaletatik ihes egiteko, ordea, mintz horiek nolabait zigilatu egin beharko lirateke. Hala ere, mintzak zigilatzeak protoien gradiente naturala moztuko zuen, ATP sintasak protoiak zelula barrura igarotzea baimendu arren ez baitzen kanporako fluxurik izango eta ondorioz, zelularen barneko eta kanpoko protoi kontzentrazioak azkar parekatuko baitziren. “Ioi-gradienterik gabe, beraz, zelulek energiarik ezingo lukete sortu”, baieztatu du Lane-k. Gainera, proto-zeluletan protoiak kanpora ponpatzea faboratuko zukeen presiorik ez zegoenez mintzak zigilatu ziren arte, gaitza da pentsatzea halako proteinak mintzak iragazgaiztu aurretik sortu izana.

Arazo horri ere azalpena eman diote Lane eta Martinek. Euren aburuz, proto-zeluletan mintzak ixten hasi zirenean, mintz horiek sodio-ioi handiekiko iragazgaitz egin ziren oraindik ere protoi txikiekiko iragazkor ziren bitartean. Egoera horretan presioa egongo litzateke sodio-protoi antiporte bat sortzeko energia-iturri gisa arrakaletako protoi-gradiente naturala zerabiltelarik aldi berean. Antiporte horiek sodio gradienteak sortu lituzkete eta zelulak erabat itxi eta askatu zirenean balukete sodio-gradiente horrengan oinarrituta energia sortzerik eta arrakalako habitatetik haratago independenteki bizirauterik.

Lane eta Martinen teoriak egun arrakala termaletan bizi diren bakterio eta arkeoak ditu inspirazio. “Badirudi euren biokimika eta metabolismoa arrakala horietako baldintzetatik era jarraitu batean sortu zela”, dio Lane-k. Mikrobio horiek burdina eta sufrea dituzten proteinak erabiltzen dituzte karbono dioxidoa eta hidrogenoa materia organiko bihurtzeko eta sodio-protoi antiporteak darabiltzate ioi gradienteak sortzeko. Mintzetako proteinak, ATP sintasa esaterako, bateragarriak dira sodio-ioi eta protoiekin. Laburbilduz, ikerlariek biziaren sorrerarako aurkezten duten puzzleko pieza asko dituzte euren baitan izakiok.

Hori da, hain zuzen ere, hipotesi berri honen indar handia. Wolgang Nitschke (Ikerketa Zientifikorako Zentro Nazionala, Frantzia) biokimikariaren iritziz, “egundaino aurkeztu diren biziaren jatorriaren gainontzeko hipotesiekin alderatuta, egungo arrakala termaletako mikrobioen ikerketa enpirikoki egin daiteke. Zinez lan bikaina aurkeztu dute”.

Leave a comment