El límite de lo que se considera vida: viroides y partículas de RNA

La capacidad de hacer copias de uno mismo es la base misma de la herencia, y por lo tanto, es lo que permite la evolución biológica. Hasta principios de los años 70 se pensaba que la única molécula capaz de lograr esto era el DNA, pero en esa década quedó comprobado que el RNA también podía autoreplicarse.

El proceso de copia normal tanto en las pequeñas bacterias como en nuestras células más complejas implica a una enzima, la RNA-polimerasa, que, a partir de la doble hélice de DNA, genera una «copia» o transcripción en el formato de una larga molécula de RNA, que a su vez acabará dando lugar a la síntesis de proteínas. Un proceso que está ocurriendo millones de veces en paralelo ahora mismo en tu cuerpo. Para más detalles sobre esto, ver el siguiente vídeo o este post antiguo.

De manera similar a las enzimas que permiten transformar cadenas de DNA en RNA mensajero, existen algunas versiones de RNA polimerasa que generan RNA… a partir de RNA.

Es posible por lo tanto que una molécula de RNA cuidadosamente «diseñada» se autoreplique en el entorno adecuado, sin necesidad alguna de portar DNA. Y este nicho, por supuesto, fue encontrado por la evolución.

Precisamente cada vez que pillas una gripe estás ayudando a la proliferación de un tipo de virus que únicamente tienen RNA como material genético. En toda su simplicidad, un virus como éste aún tienen bastante «complejidad»: su genoma codifica algunas proteínas que acaban conformando una partícula viral (o virión) con una pared claramente definida que protege su código genético en el interior.

Esquema de partícula viral de la gripe.

El genoma del virus de la gripe tiene en torno a 10.000 nucleótidos («letras» del DNA o RNA), lo que es enano en comparación con los ~3.000 millones de nucleótidos de nuestro genoma.

Pero existen «cosas vivas» aún más pequeñas: los viroides. Se trata de, sencilla y llanamente, secuencias de RNA catalítico. Pequeñas moléculas con una longitud de solamente unos pocos cientos de bases en forma circular, que infectan plantas, llegando a causarles incluso la muerte.

No tienen cubierta protectora, y sorprendentemente, su RNA no codifica ningún tipo de proteína, por lo que durante años los científicos no entendieron cómo era posible que produjeran síntoma alguno en sus huéspedes.

En 1971 se descubrió el primer viroide, el PTSVd, una molécula que infecta las patatas. Su estructura, se piensa que es la siguiente (click en la imagen para ampliar):

Eso es todo: 359 nucleótidos de RNA que forman una doble cadena consigo mismo, ni siquiera de manera perfecta (fíjate cómo en algunas partes la cadena no está «pegada» ya que las bases de cada lado no son las complementarias).

Pero, si ese minúsculo RNA no codifica ninguna proteína, ¿cómo es capaz de tener algún efecto en las plantas que infecta? Según las investigaciones más recientes, parece que el parecido de ciertas partes del genoma del viroide con el propio genoma de la planta infectada hace que sean seleccionadas por enzimas Dicer, lo que acaba dando lugar a una degradación o interrupción de las rutas normales por las que la célula vegetal genera sus propias proteínas. Ese bloqueo es, posiblemente entre otros efectos, lo que origina los síntomas de la infección.

El viroide más sencillo conocido solamente tiene 220 bases en su genoma (artículo de 1998). Hasta ahora, es la partícula «viva» (si se permite esa expresión) más simple que se conoce que haya evolucionado en la Naturaleza.

Como curiosidad, realmente existió una molécula de RNA aún más pequeña y con capacidad de autoreplicarse: el «monstruo» del Dr. Spiegelman, de tan sólo 218 nucleótidos. Pero en ese caso la molécula fue el resultado de un experimento de «evolución en tubo de ensayo«, así que no tiene tanto mérito como los viroides que tienen que ser capaces de buscarse la vida por sí mismos en el mundo.

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