Sidney W. Fox

Sidney Walter Fox (24 de marzo de 1912 - 10 de agosto de 1998) fue un bioquímico nacido en Los Ángeles responsable de los descubrimientos sobre los orígenes de los sistemas biológicos. Fox exploró la síntesis de aminoácidos a partir de moléculas inorgánicas, la síntesis de aminoácidos proteicos y polímeros de aminoácidos llamados "proteinoides" a partir de moléculas inorgánicas y energía térmica, y creó lo que pensó que era la primera protocélula del mundo a partir de proteinoides y agua. A estos glóbulos los llamó "microesferas". Fox creía en el proceso de abiogénesis en el que la vida se organizaba espontáneamente a partir de la coloquialmente conocida "sopa primordial"; agrupaciones de varias moléculas orgánicas simples que existieron durante la época anterior a la vida en la Tierra. También sugirió que sus experimentos poseían condiciones similares a las de la Tierra primordial.

En sus experimentos, Fox demostró que es posible crear estructuras similares a proteínas a partir de moléculas inorgánicas y energía térmica. Fox continuó creando microesferas que, según dijo, se parecían mucho a las células bacterianas y concluyó que podrían ser similares a las primeras formas de vida o protocélulas.

Biografía

Primeros años

Sidney Fox era hijo de Jacob Fox, un fabricante de pelucas, y Louise Berman, una inmigrante ucraniana. Fox se casó con Raia Joffe Fox y tuvieron tres hijos: Lawrence, Ronald y Thomas. Sus tres hijos se convirtieron en científicos. Su familia era judía.

Fox obtuvo una licenciatura en Química de la Universidad de California en Los Ángeles. Luego obtuvo un doctorado. desde Instituto de Tecnología de California en 1940 e hizo su trabajo postdoctoral en el Laboratorio Linus Pauling donde se hizo cercano a Linus Pauling.

Carrera académica

De 1943 a 1955, Fox fue profesor titular en el Iowa State College. Fox se convirtió en jefe del Departamento de Química de la Estación Experimental Agrícola de Iowa de 1949 a 1955. En 1955, Sidney W. Fox se trasladó a la Universidad Estatal de Florida y ocupó el cargo de Profesor de Química, Director del Instituto Oceanográfico y Director del Instituto de Biociencias Espaciales. En 1964, Fox se trasladó a la Universidad de Miami, donde fue profesor y director del Instituto de Evolución Molecular durante 25 años. El programa contó con el apoyo de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA). Fox también enseñó en la Universidad del Sur de Illinois en el Departamento de Biología Vegetal como Profesor de Investigación Distinguido. De ahí, Fox se trasladó a la Universidad del Sur de Alabama, donde obtuvo el título de Científico Investigador Distinguido en el departamento de Ciencias Marinas en 1993.

Años posteriores

Nueve años antes de su muerte, Fox se sometió a una cirugía de bypass quíntuple y estuvo en coma durante 13 semanas. Sobrevivió sin mayores daños y continuó con su carrera. Fox continuó trabajando como profesor hasta los ochenta años. En 1996, dos años antes de su muerte, Fox fue elegido miembro de la Sociedad Internacional para el Estudio del Origen de la Vida o ISSOL. Sidney Walter Fox murió el lunes 10 de agosto de 1998 en Mobile, Alabama.

Teorías

La producción de aminoácidos a partir de moléculas inorgánicas

Sidney Fox basó sus experimentos en la información encontrada en el experimento Miller-Urey. El experimento Miller-Urey fue realizado por el científico Stanley Miller bajo la dirección de Harold Urey a principios de la década de 1950.

En el experimento de Miller-Urey, se hirvió agua en un matraz con los gases hidrógeno, amoníaco y metano. Los gases fluían a través del aparato pasando por dos electrodos que producían una carga eléctrica que actuaba como el rayo que habría estado en la atmósfera antes de la vida en la Tierra. Cuando los gases se condensaron después de enfriarse, volvieron a caer al matraz de ebullición. Lo que Stanley Miller encontró en el matraz cuando observó el agua fueron ácidos y aminoácidos. Los aminoácidos son el "elemento básico" Moléculas para proteínas. El experimento de Stanley Miller y Harold Urey sugiere que la vida se formó a partir de la presencia de moléculas inorgánicas, agua y carga eléctrica. Se supone que estas condiciones son similares a las de la Tierra primordial.

En 1964, Fox y Kaoru Harada realizaron un experimento que arrojó resultados similares. En este experimento, el metano fluyó a través de una solución concentrada de hidróxido de amonio y luego a un tubo caliente que contenía arena de sílice a aproximadamente 1000 °C. Fox indicó que se podrían utilizar gel de sílice, lava volcánica y alúmina en lugar de arena de sílice. Luego, el gas se absorbió en amoníaco acuoso frío. El resultado fueron doce aminoácidos similares a proteínas: ácido aspártico, ácido glutámico, glicina, alanina, valina, leucina, isoleucina, serina, treonina, prolina, tirosina y fenilalanina.

Muchos otros experimentos similares fueron llevados a cabo por equipos de científicos como Heyns y Pavel, Oro y Kamat, y Fox y Windsor que condujeron a la producción de aminoácidos.

La creación de proteinoides

Uno de los primeros experimentos de Fox y Kaoru Harada que tuvo que ver con la formación de proteinoides se llamó Copolimerización térmica de aminoácidos a un producto parecido a una proteína. Se realizó en febrero de 1958.

El experimento comenzó con ácido L-glutámico calentado en un baño de aceite. Se añadieron ácido DL-aspártico y una mezcla de aminoácidos al ácido L-glutámico y se calentó durante tres horas en el baño de aceite bajo una capa de CO₂. La solución se enfrió y el recipiente de vidrio en el que se encontraba se frotó con 20 ml de agua y se dejó reposar durante la noche. El resultado fue un precipitado granulado. Al día siguiente, se añadieron al precipitado 10 ml de agua y 10 ml de etanol y se filtró. El sólido sobrante del filtrado se puso en un tubo de diálisis de celofán y se dejó en un baño de agua durante cuatro días. Cuando se observó el interior de los tubos y se tomaron cromatogramas, se demostró la presencia de cadenas polipeptídicas. Fox llamó a estas estructuras similares a proteínas "proteinoides". Las cadenas polipeptídicas estaban compuestas de ácido glutámico, ácido aspártico y aminoácidos y los porcentajes de cada uno sugirieron que la disposición de los constituyentes no era aleatoria. El experimento debía parecerse a la desecación de los aminoácidos en condiciones similares a las de la Tierra primordial. Se requieren temperaturas extremadamente altas, alrededor de 140-180 °C, para polimerizar aminoácidos sin catalizador. Fox dice en sus publicaciones que estas temperaturas podrían haberse alcanzado en tres escenarios diferentes en la Tierra primordial; aguas termales, lagunas secas y magma volcánico presurizado.

El experimento no demostró que las proteínas se formaran en la Tierra primordial usando principalmente calor, pero Fox y Kaoru Harada creían que sugería que si los proteinoides podían sintetizarse usando solo calor y los aminoácidos formados en el experimento de Miller-Urey, entonces más La investigación podría conducir a una respuesta sobre cómo se formaron por primera vez las reacciones anabólicas, las proteínas enzimáticas y los ácidos nucleicos y, a su vez, cómo se originaron las primeras formas de vida.

Fox señaló que había varias formas de configurar el experimento. También se podría sustituir el ácido L-glutámico por L-glutamina sin precalentarlo en un baño de aceite y luego añadir ácido fosfórico. El ácido fosfórico actuaría como catalizador para la formación de enlaces peptídicos.

Hay algunos que se muestran escépticos ante este tipo de experimento. Estas personas creen que para que el experimento fuera plausible, la Tierra prebiótica habría necesitado altas concentraciones de lisina, ácido glutámico y ácido aspártico porque estaban en altas concentraciones en el experimento de Fox. Algunos creen que es poco probable que la Tierra primordial tuviera tal distribución de aminoácidos disponibles en su superficie.

El ensamblaje de proteinoides en microesferas

Fox afirma que el origen de la célula es una microesfera o protocélula. Las microesferas se elaboran añadiendo agua o una solución salina a los proteinoides adecuados. Para preparar microesferas, Fox añadió 10 ml de solución salina hirviendo a los proteinoides calientes y agitó con cuidado. Luego, hirvió la solución durante treinta segundos, la sacó de su recipiente y la vertió en un recipiente frío. Cuando se enfrió la solución, observó los resultados bajo un microscopio. Un gramo de polímero proteico produce hasta mil millones de microesferas con alrededor de diez mil millones de moléculas de proteinoide en cada esfera. Fox dice que el ensamblaje de las microesferas lleva unos veinte minutos y es más inmediato y produce mejores microesferas si el agua (o la solución salina) se calienta antes de mezclar.

Las microesferas tienen múltiples propiedades similares a las de las células. Las microesferas producidas eran en su mayoría uniformemente esféricas y Fox creía que la forma y la uniformidad imitaban las de las bacterias cocoides. También creía que la uniformidad significaba que había un sistema sofisticado que mantenía las microesferas en equilibrio. Las microesferas pudieron dividirse asexualmente mediante fisión binaria, formar uniones con otras microesferas y desarrollaron una doble membrana correspondiente a la de una célula.

Publicaciones

Sidney Fox escribió o coescribió alrededor de 380 obras publicadas, nueve de las cuales son libros.

• Fox, Sidney W. (1965). Los orígenes de los sistemas prebiológicos y de sus matrices moleculares. Nueva York: Acad. Pr.
• Fox, Sidney W., Klaus Dose; con un prólogo de A. Oparin (1977). Evolución molecular y origen de la vida (Rev. ed. ed.). Sr. Dekker.
• Ho, editado por Mae-Wan; Fox, Sidney W. (1988). Procesos evolutivos y metáforas. Chichester: Wiley. pp. 333. ISBN 0-471-91801-6.
• Fox, Sidney W. (1988). El surgimiento de la vida: evolución Darwiniana desde el interior. Libros básicos.
• Fox, Sidney W. (1957). Introducción a la química de proteínas. Wiley.
• Fox, Sidney W.; Duane L Rohlfing, Aleksandr Ivanovich Oparin (1972). Evolución molecular: prebiológica y biológica. Nueva York: Plenum Press.
• Fox, Sidney W. (1984). Individualidad y determinismo: bases químicas y biológicas. Nueva York: Plenum Press.