Por: Nina Padme Eufracio Rojas / Departamento de Químico en Fármacos. Centro de Enseñanza Técnica Industrial Plantel Colomos. C. Nueva Escocia 1885, 44630 Guadalajara, Jal. Correo : neufraciorojas@gmail.com / Instagram:@ninapadme
Durante décadas, la glicólisis —la vía bioquímica que convierte la glucosa en piruvato con generación de energía— ha sido considerada una firma exclusiva de la vida celular. Sin embargo, en los últimos años, una línea de investigación liderada por científicos como Loren Williams y el equipo del Georgia Institute of Technology ha demostrado que algunos pasos de esta ruta metabólica podrían haberse originado antes de la vida misma, en entornos no biológicos como meteoritos carbonáceos. Esta hipótesis, respaldada por simulaciones, análisis de compuestos reales y modelado termodinámico, propone una glicólisis sin células, sin enzimas y sin membranas, sostenida únicamente por la química inherente de moléculas orgánicas simples expuestas a ambientes extraterrestres ricos en agua transitoria, minerales metálicos y ciclos térmicos suaves.
Los meteoritos ricos en carbono, como el Murchison o el Orgueil, contienen una notable diversidad de compuestos precursores: aldehídos, cetonas, dioles y ácidos orgánicos que fueron detectados gracias a espectrometría de masas de alta resolución acoplada a cromatografía líquida. Sorprendentemente, varios de estos compuestos tienen estructuras idénticas o análogas a intermediarios clave de la glicólisis terrestre, como el gliceraldehído, la dihidroxiacetona, el ácido 3-fosfoglicérico y el ácido pirúvico. Estas moléculas, bajo condiciones geológicas simuladas —como la presencia de agua líquida intermitente en fisuras del meteorito, catalizadores minerales como cronstedtita (un silicato de hierro) o serpentinas— son capaces de entrar en reacciones secuenciales espontáneas de adición nucleofílica, condensación aldólica, y reordenamientos de tipo tautomérico.
Una de las claves del fenómeno radica en la química del grupo carbonilo. Estas funciones reactivas, presentes en aldehídos y cetonas, tienen orbitales π* accesibles que permiten la formación de enlaces C–C a través de mecanismos análogos a los pasos aldólicos observados en la biosíntesis. En ausencia de enzimas, la geometría orbital, el pKa de los protones α y la energía libre del sistema dictan la selectividad. Así, reacciones que en la Tierra actual son mediadas por complejos enzimáticos, aquí ocurren únicamente por el emparejamiento energético favorable entre compuestos bajo un régimen termodinámico natural.
Este tipo de organización molecular, llamada “redes metabólicas precelulares”, actúa como un protosistema de procesamiento de energía. Aunque no produce ATP como tal, sí genera compuestos de alta energía química como intermediarios fosforilados o α-cetoácidos. Estos pueden participar en reacciones autocatalíticas, donde un producto incrementa la probabilidad de su propia formación, lo que establece retroalimentación química. En otras palabras, sin genes ni ribosomas, estas reacciones comienzan a tener propiedades similares a un metabolismo.
Este hallazgo cambia profundamente cómo concebimos el origen de la vida. En lugar de imaginar que las células surgieron primero y luego desarrollaron su metabolismo, podríamos estar viendo lo contrario: sistemas químicos funcionales que ya operaban en medios no biológicos, y que luego fueron encapsulados por estructuras celulares emergentes. De hecho, algunas simulaciones proponen que estos sistemas funcionarían como “microreactores” incrustados en poros rocosos, donde los ciclos térmicos inducidos por la rotación del cuerpo celeste o impactos permitirían concentrar y reorganizar compuestos.
La implicación más fascinante es que estos meteoritos podrían haber traído a la Tierra no solo compuestos orgánicos dispersos, sino circuitos químicos funcionales, verdaderas “proto-rutas” metabólicas listas para integrarse en sistemas emergentes de vida. La glicólisis sin células no es solo una posibilidad, es una reconstrucción científica coherente de cómo la química, guiada por las leyes de la física molecular, puede autoorganizarse en ausencia total de maquinaria biológica.
Este conocimiento no solo redefine el inicio de la vida en la Tierra, sino que guía la búsqueda de vida en otros planetas o lunas del Sistema Solar. Si entendemos qué tipo de reacciones pueden emerger espontáneamente en entornos ricos en agua, carbono, minerales y energía externa, como en Encelado o Europa, podremos diseñar experimentos para detectar no solobiomoléculas, sino patrones reactivos organizados que podrían ser precursores universales de la vida.
Referencias
- Benner, S. A., Kim, H. J., & Carrigan, M. A. (2012). Asphalt, water, and the prebiotic synthesis of ribose, ribonucleosides, and RNA. Accounts of Chemical Research, 45(12), 2025–2034. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ar200332w
- Callahan, M. P., Smith, K. E., Cleaves, H. J., Ruzicka, J., Stern, J. C., Glavin, D. P., … & Dworkin, J. P. (2011). Carbonaceous meteorites contain a wide range of extraterrestrial nucleobases. Proceedings of the National Academy of Sciences, 108(34), 13995–13998. https://www.pnas.org/content/108/34/13995
- Cooper, G. W., Reed, C., Nguyen, D., Carter, M., & Wang, Y. (2011). Detection and formation scenario of ketoses in carbonaceous meteorites. Proceedings of the National Academy of Sciences, 108(34), 14015–14020. https://www.pnas.org/content/108/34/14015
- Ferus, M., Nesvorný, D., Sutherland, J. D., Civiš, S. (2017). High-energy chemistry of formamide: A unified mechanism of nucleobase formation. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(17), 4306–4311. https://www.pnas.org/content/114/17/4306
- Kebukawa, Y., Cody, G. D., & Alexander, C. M. O. D. (2010). D-amino acid formation in interstellar ice analogues: Implications for chirality in meteorites. Astrophysical Journal, 708(1), L42–L46. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2041-8205/708/1/L42
- Martins, Z., Price, M. C., Goldman, N., Sephton, M. A., & Burchell, M. J. (2013). Shock synthesis of amino acids from impacting cometary and icy planet surface analogues. Nature Geoscience, 6(12), 1045–1049. https://www.nature.com/articles/ngeo1930
- Pizzarello, S., Cooper, G. W., & Flynn, G. J. (2006). The nature and distribution of the organic material in carbonaceous chondrites and interplanetary dust particles. Meteorites and the Early Solar System II, 625–651. https://www.lpi.usra.edu/books/MESSII/9020.pdf
- Schmitt-Kopplin, P., Gabelica, Z., Gougeon, R. D., Fekete, A., Kanawati, B., Harir, M., … & Hertkorn, N. (2010). High molecular diversity of extraterrestrial organic matter in Murchison meteorite revealed by ultrahigh resolution mass spectrometry. Proceedings of the National Academy of Sciences, 107(7), 2763–2768. https://www.pnas.org/content/107/7/2763
- Steele, A., McCubbin, F. M., Fries, M., Dworkin, J. P., Amundsen, H. E. F., & Sephton, M. A. (2016). Organic synthesis on Mars by electrochemical reduction. Science Advances, 2(3), e1501238. https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.1501238