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Un protobionte o protocélula es un tipo o tipos de estructuras abióticas que precedieron a las células.
Sin embargo también se suele usar para referirse a una etapa más avanzada del origen de la vida, en el cual es descrito como un tipo primitivo de organismo vivo celular simple, que teóricamente precedió a las células procariontes; en este último caso se utiliza igualmente el término progenote (pregenoma)
El protobionte es un agregado acelular de polímeros orgánicos ensamblados espontáneamente de forma abiótica, rodeado por una estructura membranosa. Un ejemplo de protobionte está en los experimentos de Aleksandr Oparin y Sidney W. Fox, que han demostrado que pueden formarse espontáneamente en condiciones similares a las que se cree que existían en la época de la formación de la Tierra.1 En estos experimentos se formaron liposomas y microesferas con estructuras membranosas similares a las bicapas fosfolipídicas de la célula.
A partir de ello, se ha discutido si el origen de la vida y el origen del proceso de evolución surgieron al mismo tiempo. Se ha postulado que, de forma equivalente a como actúa el proceso de evolución en los seres vivos, también actuarían los mecanismos evolutivos en compuestos químicos antes de que hubiese vida.
En este sentido, científicos como Martin A. Nowak y Hisashi Ohtsuki han postulado cómo y cuándo la cinética química pasa a convertirse en una dinámica evolutiva, formulando una teoría matemática general para el origen de la evolución. En ella se describe la previda como un alfabeto de activos monómeros que forman al azar polímeros, siendo un sistema generativo que puede producir la información, en la que originalmente se presenta una preevolutiva dinámica de selección y mutación, pero no replicación, a diferencia de la vida. A partir de análisis matemático se concluye que las mejores y más competentes candidatas moleculares para la vida ya habían sido seleccionadas antes incluso de que empezaran a reproducirse. Igualmente, aunque la previda es un andamiaje en que se basa la vida, existe una fase de transición en la que, si la tasa efectiva de replicación supera un valor crítico, entonces la vida compite con la previda y, finalmente, la vida destruye a la previda.2
Los protobiontes fueron estructuras lípidicas formadas por una sola membrana, de tamaño nanómetrico, probablemente hayan tenido características vitales como reproducción asexual y capacidades metabólicas. Al principio pudieron haber tenido un aspecto similar a los virus de envoltura vírica que generalmente poseen una sola membrana lípidica. La complejidad de los protobiontes ha sido cuestionada, pero se han propuesto dos tipos de complejidad: el primer modelo postula que estuvieron compuestos por ribosomas y ARN y que el ADN, los genomas y los cromosomas se desarrollaron posteriormente,3 sin embargo este modelo ha sido descartado por algunos científicos dado que estos protobiontes podrían degradarse fácilmente en condiciones de alta temperatura, especialmente los relojes moleculares sugieren que la vida comenzó en el Hádico. El segundo modelo sugiere que los protobiontes ya habrían estado compuestos por genomas, cromosomas y ribosomas por lo que estos componentes ya se habrían originado en el caldo primigenio. Fueron evolucionando a células al unirse más liposomas o vesículas cercanas sobre su única membrana lo cual llevó al desarrollo de una estructura más compleja que les premitiese proteger sus cromosomas, genomas y ribosomas. Al pasar esta etapa los protobiontes dieron origen al último antepasado común universal al desarrollar las características universales de las células como citoplasma, citoesqueleto, membrana plasmática y pared celular.4 El último antepasado común universal (LUCA) fue un organismo procariota osmótrofo que posteriormente originaria al linaje bacteriano y al linaje arqueo-eucarionte.
Concepto de Progenote
Usualmente el término progenote se considera sinónimo de protobionte, pero en ocasiones se usa también para describir a una forma de vida celular primitiva equivalente del último antepasado común universal de todos los seres vivos y por ende antepasado de las células procariontes (las células más simples y primitivas conocidas); siendo por ello una estructura más evolucionada de protobionte que ya presentaría características celulares.5 Es posible que la naturaleza filogenética del progenote haya intervenido toda una red de transferencia horizontal de genes.6 Relacionado con este aspecto se ha estudiado cual sería el genoma mínimo necesario para la vida (genoma posiblemente equivalente al genoma del progenote); investigación que actualmente se ha llevado a cabo mediante la creación del Mycoplasma laboratorium.