Il ritratto della prima cellula
Piccole vescicole di acidi grassi che consentivano il passaggio dall’ambiente esterno acquoso a quello interno di piccole molecole, come zuccheri e singoli nucleotidi. Questo è il ritratto, emerso dal modello eseguito da un gruppo di ricercatori dell’Università di Harvard, di come probabilmente erano costituite le cellule primordiali o protocellule, comparse circa 3,5 miliardi di anni fa.La formazione di acidi grassi, […]
Piccole vescicole di acidi grassi che consentivano il passaggio dall’ambiente esterno acquoso a quello interno di piccole molecole, come zuccheri e singoli nucleotidi. Questo è il ritratto, emerso dal modello eseguito da un gruppo di ricercatori dell’Università di Harvard, di come probabilmente erano costituite le cellule primordiali o protocellule, comparse circa 3,5 miliardi di anni fa.
La formazione di acidi grassi, come di altre molecole organiche, è stata probabilemte facilitata dalle reazioni chimiche scatenate dai venti idrotermali, mentre la loro disposizione a costituire micelle avviene sponteneamente in ambiente acquoso, in quanto sono molecole anfipatiche (presentano una “testa” polare idrofilica e una “coda” apolare idrofobica). Queste strutture, in seguito alla modificazione delle condizioni esterne come temperatura e PH, si sarebbero modificate in piccole vescicole dotate di una membrana e un ambiente interno.
Le membrane, tuttavia, dovevano essere molto differenti da quelle fosfolipidiche delle cellule odierne e molto meno selettive al passaggio di molecole, cariche e non. Senza il supporto di canali e pompe proteici, le macomolecole, come segmenti di DNA e RNA, non potevano tuttavia transitare attraverso queste prime membrane. Sulle pagine di Nature, i ricercatori hanno però dimostrato che queste membrane consentivano il passaggio di molecole più semplici, come zuccheri e singoli nucleotidi. Questi ultimi solo successivamente sarebbero andati a costituire i filamenti di acidi nucleici, attraverso un processo che probabilmente non necessitava l’ausilio di alcun enzima, come avviene nelle cellule odierne.
Date queste caratteristiche di permeabilità, concludono i ricercatori, è probabile che queste prime cellule acquisissero tutte le sostanze necessarie per sopravvivere dall’ambiente esterno e dunque fossero eterotrofe obbligate.
Andrea Romano
Fonte dell’immagine: Wikimedia Commons
Per approfondire:
L’abstract dell’articolo “Template-directed synthesis of a genetic polymer in a model protocell”
La press release del NSF “A New Way to Think About Earth’s First Cells“
Ecologo e docente di Etologia e Comportamento Animale presso il Dipartimento di Scienze e Politiche Ambientali dell’Università di Milano. Ha scritto di animali ed evoluzione su Le Scienze, Mente e Cervello, Oggiscienza e Focus D&R . Collabora con Pikaia, di cui è stato caporedattore dal lontano 2007 al 2020.
