PROPRIEDADES POLIMÉRICAS E A GÊNESE DA VIDA

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A estrutura da vida baseia-se em polímeros. O DNA é uma longa molécula, formada por um polímero de nucleotídeos que guardam as informações genéticas que são transmitidas de geração a geração. Existe uma forte tendência das pessoas em acreditar que polímeros são obrigatoriamente de origem biológica, e que se não houvesse vida, polímeros não existiriam.

Essa é uma concepção errada, pois geralmente as pessoas tomam como exemplo polímeros de origem biológica, como a celulose, ácidos nucleicos ou proteínas. Mas o mundo dos polímeros não se restringe somente a unidades biológicas.

A polimerização ocorre sem a necessidade de um grupo biológico, e este processo justifica a proposta científica que afirma que a vida emerge de um processo de polimerização abiogênica.

Um polímero é uma macromolécula natural ou sintética, com alto peso molecular formada pelo encadeamento de unidades moleculares fundamentais chamadas monômeros. Esses polímeros podem ser classificados conforme a quantidade de monômeros que possuem. Existem dímeros, trímeros, tetrâmeros, pentâmeros oligômeros…e eles podem ser formados por diferentes monômeros (Sperling, 2006). O monômero natural mais comum é a glicose, o qual está unido por ligações glicosídicas, tais como celulose e amido, e é mais de 77% da massa de todo o material vegetal. (Encyclopaedia Britannica, 2009)

Eles se constituem a base de minerais como o diamante, quartzo e o feldspato, além de materiais criados pelo homem, como concreto, vidro, papel, plástico e borrachas. Alguns polímeros naturais, como as proteínas, são compostos de um só tipo de monômero, mas a maioria dos polímeros naturais e sintéticos são formados por vários tipos de monômeros. A estes, damos o nome de copolímeros.

Polímeros biológicos fundamentam a existência da vida, e existem desde o surgimento da primeira célula. Os polímeros naturais têm sido empregados pelo homem a muito tempo, sendo usado no asfalto, na borracha vulcanizada de pneus, em períodos históricos pré-bíblicos, o uso do âmbar para a polimeria como citado pelo romano Plínio, o Velho (23—79 a.C.). Produtos de base polimérica já eram conhecidos pelos gregos a mais de 2 mil anos. Os polímeros sintéticos, porém, somente surgiram no último século (Macossay).

O que se nota, é que a polimerização é um processo natural. Temos diversos exemplos deles ocorrendo espontaneamente.

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A maioria dos diamantes são formados sob altas temperaturas e pressão nas profundidades da Terra. Eles são polímeros formados por carbonos e hidrogênios alinhados de um modo específico que garante sua dureza. Esses minerais contendo carbono ocorrem desde o início da formação do planeta. Os diamantes são trazidos para a superfície através de erupções vulcânicas profundas que se esfriam em rochas ígneas conhecidas como kimberlitos e lamproites. Diamantes também podem ser produzidos sinteticamente em um processo de alta temperatura e pressão que simule aproximadamente as condições no manto da Terra.

Os fulerenos são uma forma alotrópica do carbono, é o terceiro mais estável após o diamante e o grafite (Pierson, 1993), embora  as formas alotrópicas de carbono como o diamante e o grafita não contenham hidrogênio, exceto se estiverem contaminados.

O processo de polimerização é o mesmo, a única diferença é o modo na qual ele ocorre. A polimerização do etileno, por exemplo, tem sua ligação covalente quebrada, e os dois elétrons se re-organizam para formar um novo centro de propagação. A forma deste centro depende do tipo específico de mecanismo de adição. Existem vários mecanismos pelos quais monômeros podem ser adicionados, e a polimerização geralmente é aleatória.  Controlando-se as condições nas quais essas reações ocorrem, é possível obter moléculas maiores ou menores, massas molares de cadeias e a massa molar especifica. No caso do polietileno, ele é constituído pela união de centenas de moléculas (monômeros) de etileno, cuja formula é (CH2=CH2). Quando a formação desses polímeros ocorre, temos a quebra dessa ligação dupla por um catalisador, e a formação de outra ligação com moléculas vizinhas, conforme demonstra a equação (CH2=CH2) / (CH2-CH2)n, onde n é o número de monômeros do polímero (Kenneth, 2005).

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No caso do etileno e da polimerização por adição exige-se também altas temperaturas e pressões. Entretanto, a maioria dos outros polímeros não necessita de tais temperaturas e pressões extremas. A falta de controle no processo de polimerização pode levar a formação de ramificações ou de polímeros cruzados. A terminação ocorre aleatoriamente, quando duas correntes poliméricas colidem. Processos industriais podem controlar essas ramificações com técnicas específicas, por exemplo, usando cloreto de titânio como catalisador.

Outras formas de polimerização de crescimento da cadeia incluem polimerização por adição catiônica e aniônica, ou ainda a fotopolimerização.

Esta última corresponde a polimerizações de crescimento em cadeia iniciadas pela absorção de luz visível ou ultravioleta. A luz pode ser absorvida diretamente pelo monômero reagente (ou por um fotossensibilizador) que transfere a energia e inicia o processo. Esse tipo de polimerização ocorre em processos industriais, e inclusive, em impressoras 3-D (Allcock, 2003). Ainda podemos ter polímeros com isomerismo, com ramificações de alto peso molecular, polímeros com monômero cis e/ou trans, alinhamento cabeça-cabeça ou cabeça-cauda. As combinações são bem diversas.

Quando falamos da origem da vida, também falamos em polímeros. A parte da biologia que estuda a origem da vida é a Biopoese, ou simplesmente, “bioquímica da origem da vida”que trata especificamente da biopolimerização, e o eixo de tal processo é dado exatamente nessa lógica: monômeros, polímeros e a auto-polimerização.

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Como vimos, a polimerização ocorre naturalmente em formações geológicas, e ocorrem também no espaço.

Em 1997, quando a sonda Cassini-Huygens chegou a Titã, satélite natural de Saturno, diversos aspectos é semelhante á Terra primordial foram identificados (Raulin, 2005). Acredita-se que a atmosfera do início Terra era semelhante em composição para a atmosfera atual de Titã, com exceção da ausência de vapor de água (Staff, 2010). O experimento de Miller-Urey e várias experiências seguintes demonstraram que, com uma atmosfera semelhante a de Titã e com a adição de radiação Ultra-Violeta, algumas moléculas complexas e substâncias poliméricas tais como Tolinas podem ser formadas.

Formação de tolinas em Titan

Formação de tolinas em Titan

Tolinas são heteropolimeros formados por compostos orgânicos simples como o metano ou etano. Não se formam naturalmente na Terra, mas são encontrados em abundância em superfície de corpos gelados fora do sistema solar.

Elas geralmente têm uma aparência marrom avermelhada e já foram detectadas em sistemas estelares de mais de oito milhões de anos, como a conhecida HR 4796A. Alguns tipos de Tolinas são ricas em nitrogênio, são produzidas pela irradiação de misturas gasosas de nitrogênio e metano. A atmosfera de Titã por exemplo, é formada em 98,4% de nitrogênio e 1,6% composto por metano e pequenas quantidades de outros gases.  Existe diversos modelo teóricos que explicam a formação de Tolinas, desde a dissociação e ionização do nitrogênio molecular, do metano a partir de partículas energéticas e radiação solar, até pela formação de etileno, etano, acetileno, cianeto de hidrogênio, íons positivos e na formação de benzeno. Sua polimerização e formação em aerossol coagulam sobre a superfície de planetas (Sagan & Khare, 1979).

Notamos então que a polimerização é um processo que se faz presente em diversos locais, desde a formação de planetas, ou mesmo fora deles. Isso não poderia ser diferente no que diz respeito a vida. A polimerização é um fenômeno natural inerente ao que definimos como vida dentro da biologia.

Existe uma continuidade entre os monômeros, os sistemas de reações e o que somos. A união de monômeros surge como resultante da aplicação da energia livre de Gibbs, para a formação dos polímeros da vida, da mesma forma com que encontramos polímeros como grafite ou diamante ou tolinas.

Quando a polimerização que originou a vida ocorreu, nichos de catálise se formaram, especialmente em oceanos com componentes que favorecem tal processo, e claro, sua maximização. Os polímeros tentam a se manter íntegros, e formar novos polímeros a partir de monômeros disponíveis no ambiente. Se eles perpetuam, a competição por aquisição de monômeros é estabelecida, e surge um processo natural de seleção. Este processo de competição, para favorecer a auto-replicação em um ambiente catalítico rico corresponde a principal propriedade inerente ao que se entende por vida no paradigma moderno da biologia.

Perpetuar-se, ainda que rudimentarmente, sob um processo darwiniano primordial permite a complexação do sistema pré-biótico, e o estabelecimento de um mecanismo de modelagem, de design por seleção, que seja o mais favorável á sobrevivência. Entende-se como sobrevivência a capacidade de atribuir de forma mais efetiva os monômeros a sua estrutura polimérica maximizando sua síntese e de suas gerações.

Os aminoácidos naturais são monômeros que são polimerizados em ribossomos, e formam as proteínas. Os nucleotídeos são monômeros que se encontram no núcleo das células. Eles polimerizam-se para formar os ácidos nucleicos; o DNA e o RNA. A biopoese estuda exatamente os fenômenos naturais que explicam a origem de monômeros e como essa auto-polimerização ocorreu, e dentro do “dogma central da biologia” (DNA-RNA-Proteínas) entender quem veio primeiro, o ovo ou a galinha.

Alguns grupos pseudocientíficos contestam a origem da vida como fruto de processo natural baseando-se no dogma central da biologia. Essa é uma visão leviana obre o assunto, pois geralmente consideram que o sistema DNA/RNA/Proteína sempre foi desta forma ou pior, que foi criado desta forma. As evidências científicas apontam para o caminho oposto; uma origem natural esse esquema que é puramente químico, e as evidências que apontam para homologias.

Por exemplo, sabemos que o maquinário enzimático de polimerização do DNA e RNA é homólogo (enzima DNA e RNA polimerase apresentam homologias evolutivas) (Lazcano, 2007), ou seja, é o mesmo em qualquer unidade biológica. Sabemos também que estruturas ribossômicas dos três grandes domínios da biologia apresentam estruturas moleculares universais, ou seja, também homologas (Veja aqui). Os precursores das biomembranas celulares também são homólogos nos três grandes domínios da biologia (Lombard et al, 2012). Sabemos que a composição química dos oceanos do Éon Arqueano continham elementos catalíticos que antecederam a origem do DNA e RNA como polímeros responsáveis pela hereditariedade (Veja aqui). As bases do sistema enzimáticos e metabólico das células remetem a um conjunto de folds homólogos identificados como tendo surgido no RNA-World (Anollés et al, 2007). Evidencias apontam ainda para um mundo pré-RNA-world antecedendo o RNA-world, uma vez que talvez haja polímeros ainda mais simples na base da origem da vida. Temos então uma perspectiva bioquímica de Pré-RNA/-RNA-World e DNA.

Esta hipótese científica defende que antes das células modernas, o RNA era o material genético que catalisava as reações químicas nas células primitivas. Somente mais tarde na história da vida é que o DNA tornou-se o material genético responsável por carregar através das gerações as informações para funções fisiológicas e metabólicas básicas. Essa hipótese é reforçada pelo pareamento complementar dos nucleotídeos que promove uma cópia exata de uma seqüência, graças á complementaridade das bases, onde uma seqüência serve de molde para a outra. Outras evidências podem ser encontradas na homologia entre RNA e DNA polimerases, enzimas que polimerizam a molécula responsável pela hereditariedade; pela descoberta das ribozimas, moléculas de RNA que possuem atividade catalítica e participam de importantes funções metabólicas nas células modernas; e também pelos viróides/virusóides, agentes infecciosos de plantas que consistem em um RNA pequeno de cerca de 200 nucleotídeos, circular, fita simples, não codificante que, através da maquinaria de transcrição da célula hospedeira, é capaz de se autorreplicar. Por isso, as ribozimas, os viroides e os virusóides são considerados “fósseis moleculares” do RNA-world (White, 1976).

Do ponto de vista metabólico, embora as estimativas possam variar, muitos dos domínios enzimáticos no RNA são altamente conservados e correspondem às proteínas que interagem diretamente com ele. Uma possível explicação para a conservação de certas enzimas chamadas de Dead-RNA helicases pode estar no seu papel na biossíntese de proteínas e na degradação do RNA mensageiro. Se essa interpretação estiver correta, então é possível que o RNAm degradosoma (um mecanismo de controle antigo no nível do RNA) foi estabelecido antes da divergência dos três reinos principais, sugerindo que tais processos se mantém desde o RNA-world, preservado na origem do DNA e compartilhado nos 3 domínios da biologia que por sua vez tem origem monofilética (Lazcano, 2007).

Juntamente com outros experimentos, como o de grupos de genes conservados em vários genomas bacterianos são regulados no nível do RNA (Siefert et al. 1997), as evidências são consistentes com a hipótese de que durante os estágios iniciais da evolução celular, as moléculas de RNA desempenharam o mais conspícuo papel em diversos processos celulares, é a relação RNA-world/proteína.

Há ainda a hipótese de um mundo “pré-RNA” e a transição para RNA-World que pode ter se dado através da síntese de um RNA utilizando-se polímeros tanto como fita-molde, quanto catalisador. Experimentos em laboratório mostraram que o PNA (Ácido nucleico peptídico) pode atuar como uma fita-molde para a síntese de RNA porque a geometria das bases das suas moléculas são bastante semelhantes. Veremos este processo mais adiante.

A partir da primeira molécula de RNA, outras foram sendo geradas e se diversificaram gradualmente, até conseguir carregar as funções que anteriormente eram dos polímeros pré-RNA e formar o RNA-World (Orgel, 2000). Posteriormente o DNA se consolidou como polímero responsável pela hereditariedade devido a maior estabilidade química em manter as informações genéticas (Veja aqui)

O código genético também é uma evidencia para a origem da vida. Primeiramente pela universalidade do código. O código genético se estabelece no sistema polimérico da vida sendo suportado desde o metabolismo primordial e especificidade de enzimas que anteriormente eram promiscuas (Könnyű & Czárán, 2011). O código surge a partir de 3 propostas; teoria da coevolução do código genético  que afirma que a codificação de aminoácidos ocorreu sequencialmente. Eles foram sendo estabelecidos e amadurecendo sequencialmente suas respectivas vias biossintéticas; A teoria estereoquímica que explica a associação entre a natureza da base que está na segunda posição e a do aminoácido, onde os padrões observados no código genético ocorrem devido à interação entre os aminoácidos e códons próprios, anticódons e códon. A interação de um aminoácido com o códon de RNA é muito semelhante ao que existe no códon vizinho. Isso é atribuído em função da lei de minimização de erros no código genético que é uma lei puramente química e não uma variação aleatória ou a atuação da seleção natural. É uma propriedade química natural. Essas propriedades estruturais do código são explicadas dentro da teoria da otimização do código genético, ou de minimização de erros (Veja aqui) (Castellanos et al, 2005).

Entender como a “polimerização da vida” começou é a grande questão chave da biologia moderna.

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Hoje sabemos que os monômeros básicos dos polímeros da vida estão presentes em outros pontos do universo. Em outubro de 2010 a Universidade do Arizona publicou um artigo destacando a descoberta dos cinco blocos de construção de bases de DNA e do RNA além de outros compostos produzidos com uma combinação de gases como os da atmosfera de Titã. Dentre os compostos estavam muitos aminoácidos. Essa foi a primeira vez que se encontrou nucleotídeos e aminoácidos sem a presença de água líquida (Staff, 2010)

O deposito de moléculas pré-bióticas, como aminoácidos e peptídeos realizados por meteoritos nos primeiros 500 milhões anos da Terra primitiva é considerado um dos principais processos através dos quais os blocos de “polimerização da vida” podem ter chegado ou ter se desenvolvido.

A polimerização de aminoácidos que conduzem à formação de peptídeos e proteínas é um problema significativo para a origem da vida. Como vimos, o pré-RNA antecede o RNA-world como molécula responsável pela hereditariedade. A questão é; qual polímero fez parte do pré-RNA?

Sugere-se algum aminoácido ou algum polímero simples, como o PNA. O ácido nucleico peptídico é composto por sucessivas unidades repetidas de N-(2-aminoetil)-glicina unidas por ligações pépticas, enquanto que as bases pirimídicas e púricas do DNA são ligadas a coluna principal por ligações de metileno carbonila (Egholm, 1993).

Sugere-se o PNA (ou um análogo) como material genético devido à sua eficiência no processo de polimerização espontânea, que ocorre a 100°C. A evidência para esta hipótese mundo de PNA ou análogo ainda é inconclusiva. Um estudo feito por Nelson et al (2000) demonstrou que o AEG pode ser produzido diretamente nas reações de descarga elétrica de CH4, N2, NH3 e H2O. Descargas elétricas também produzem etileno-diamina, como fazem polimerizações NH4CN.

Embora não haja registro de ocorrência natural de PNA, ou seja, de N(2-aminoetil)glicina moléculas próximas a ela podem ser consideradas formas primitivas de moléculas genéticas para a vida na Terra, como por exemplo em cianobactérias.

Elas são altamente conservadas em cianobactérias e podem sugerir um ancestral na base da vida, bem como outras moléculas análogas a ela (Banack et al, 2012).

Isso tem implicâncias não somente no entendimento como determinados grupos moleculares podem evoluir ou ser substituídos ao longo da evolução da vida na terra, mas também desenvolvimento de tecnologia, especialmente de polímeros. Por exemplo, recentes pesquisas mostram que ácidos xeno-nucleicos, ou seja, sintetizados em laboratório, são suscetíveis à mudança evolutiva (Pinheiro et al, 2012)

Sendo assim, justifica-se a hipótese de que a N(2-aminoetil)glicina em cianobactérias possa ser um eco do mundo pré-RNA

O problema de se ter aminoácidos como monômeros formando polímeros da vida é sua instabilidade e a dificuldade de oligomerização em ambientes aquosos, tais como sistemas hidrotérmicos do fundo do mar.

A formação espontânea de polímeros complexos a partir de monômeros abióticos gerados nas condições postuladas pela teoria da “sopa primordial” não é de todo um processo simples. Além dos monômeros orgânicos básicos necessários formados no experimento de Miller e Urey, compostos nocivos a formação de polímeros também foram sintetizados em alta concentração (Oró, 1961)

Entretanto, um grupo de pesquisadores investigou a estabilidade de aminoácidos e as suas reações de oligomerização sob a alta temperatura (180-400°C) e de condições de alta pressão (1,0-5,5 GPa) com base na hipótese de que a polimerização de aminoácidos ocorreu em sedimentos marinhos durante a diagênese e metamorfismo em margens convergentes na Terra primitiva. Os resultados mostram que a glicina e a alanina (aminoácidos) são estabilizados por alta pressão. Oligômeros até pentâmeros foram formados, e isso nunca havia sido registrado para alanina, na ausência de um catalisador. O rendimento de peptídeos a uma dada temperatura e tempo de reação foram maiores nas condições de alta pressão. A análise por infravermelhos e produtos isotópicos dos produtos da reação indicou que a desaminação é um processo chave para a degradação de aminoácidos e peptídeos em condições de alta pressão. Um possível ambiente rico em NH(3) em sedimentos marinhos na Terra primitiva podem ter estabilizado aminoácidos e peptídeos inibindo sua desaminação (Otake et al, 2011).

Estudos realizados por Ferris (2006) mostraram que minerais de argila de montmorillonita catalisam a formação de RNA em solução aquosa, juntando-se monômeros de nucleotídeos de RNA para formar cadeias mais longas. Embora essas cadeias tenham seqüências aleatórias, a possibilidade de que uma sequência não aleatoriamente comece a aumentar a frequência aumenta a velocidade de sua catálise, e este pode ser um “pontapé inicial” para a evolução bioquímica.

Os experimentos de Miller e Urey dependem exclusivamente de fontes externas de energia, como relâmpagos e radiação ultravioleta para justificar a origem de monômeros e polimerização da vida. Os sistemas de Wächtershäuser ofertam uma proposta diferente. Para ele, a fonte de energia dessa polimerização é interna. Sulfetos de ferro e outros minerais (como a pirita), liberam energia a partir de reações redox e favorecem a formação de oligômeros e de polímeros. É, portanto, uma hipótese que afirma que sistemas podem ser capazes de evoluir para conjuntos autocatalíticos auto-replicantes com propriedades metabolicamente ativas que antecedem as formas de vida conhecidas hoje. (Keller et al, 2014)

Wächtershäuser (1988) baseou sua teoria dos processos químicos iniciais que levam a moléculas de informação (ou seja, RNA, peptídeos) em uma malha regular de cargas elétricas na superfície da pirita, que pode ter feito a polimerização primordial termodinamicamente mais favorável, atraindo reagentes e organizando-os de forma adequada em relação uns aos outros.

Um dos problemas na maior parte dos cenários de abiogênese é que o equilíbrio termodinâmico.

O físico Karo Michaelian estuda a origem da vida sob a perspectiva da termodinâmica. Segundo ele qualquer teoria sobre a origem da vida deve considerar o fato da vida ser um processo termodinâmico irreversível que surge e persiste porque produz entropia, e ela é a razão pela qual a vida existe. Segundo Michaelian (2009) a vida aumenta a entropia da Terra, catalisando o ciclo de águas através da evapotranspiração.

Sendo assim, se a função termodinâmica da vida hoje é a mesma de seus primórdios, tanto o DNA quanto o RNA em solução aquosa são muito fortes e bons absorventes e dissipadores de luz ultravioleta em certos comprimentos de onda. Então, quantidade de radiação ultravioleta que atingia a superfície da Terra no Éon Arqueano poderia ter sido até 30 vezes maior que a atual. A absorção e dissipação de luz UV por moléculas orgânicas na superfície do oceano teria aumentado significativamente a temperatura e evaporação do ciclo das águas. Como isto envolve aumento da entropia, a síntese abiogênica não equilibrada de RNA e DNA utilizaria a luz UV para conduzir não somente um processo de polimerização, mas inclusive definir aspectos homoquirais dos polímeros. (Powner, 2009)

Este processo simples poderia explicar a replicação do RNA e DNA, sem a utilização de enzimas e assume que a vida surgiu quando a temperatura dos mares primitivos tinham resfriado para um limiar um pouco abaixo da temperatura de desnaturação do RNA ou DNA. Assim, durante a noite, a temperatura da água de superfície cairia abaixo da temperatura de desnaturação o RNA (fita única) ou o DNA (dupla fita) poderiam agir como um modelo para a formação de uma copia de RNA e DNA. Durante o dia, o RNA e DNA absorvem a luz UV e convertem-se permitindo a reestruturação do polímero. De certa forma, este processo tem validação científica, uma vez que se assemelha diretamente com reação em cadeia da polimerase (a técnica de PCR), um procedimento de rotina de laboratório utilizado para multiplicar os segmentos de DNA.

Outra proposta para explicar como a polimerização poderia ocorrer em uma condição primordial da vida vem do prêmio Nobel de química Manfred Eigen (1971) que apresentou a teoria dos hiperciclos nos anos 70. Sua teoria propõe que a vida teria emergido a partir de um processo de organização contínua de sistemas químicos de retroalimentação fora de equilíbrio.

Para Eigen, esses ciclos tem a capacidade de se auto-replicar, transmitindo suas informações, inclusive eventuais mudanças evolutivas. A evolução destes ciclos se daria por instabilidades e poderiam favorecer a complexação e maior diversidade em seus componentes. As novas formas de sua organização se dão quando tais sistemas se encontram fora de equilíbrio. Pela agentes externos, o ciclo sofre uma instabilidade que o conduz a entrar em equilíbrio novamente, processando e absorvendo a interferência. (Eigen, 1979 & Eigen, 1971)

O hiperciclo é um sistema macromolecular auto-replicante em que RNAs e enzimas cooperam entre si. As enzimas ciclicamente aumentam as taxas de replicação do RNA, ou seja, E1 aumenta a taxa de replicação do I2, E2 aumenta a taxa de replicação do I3, e assim sucessivamente. En aumenta a taxa de replicação do I1. Além disso, as referidas macromoléculas cooperam para proporcionar a tradução de proteinas primitivas, de modo que a informação codificada em sequenciasde RNA é traduzida em enzimas, de forma análoga aos processos habituais de tradução. A organização cíclica do hiperciclo assegura a sua estabilidade da estrutura. Para uma concorrência efetiva, os diferentes hiperciclos devem ser colocados em compartimentos separados.

O hiperciclo é um sistema macromolecular auto-replicante em que RNAs e enzimas cooperam entre si. As enzimas ciclicamente aumentam as taxas de replicação do RNA, ou seja, E1 aumenta a taxa de replicação do I2, E2 aumenta a taxa de replicação do I3, e assim sucessivamente. En aumenta a taxa de replicação do I1. Além disso, as referidas macromoléculas cooperam para proporcionar a tradução de proteinas primitivas, de modo que a informação codificada em sequenciasde RNA é traduzida em enzimas, de forma análoga aos processos habituais de tradução. A organização cíclica do hiperciclo assegura a sua estabilidade da estrutura. Para uma concorrência efetiva, os diferentes hiperciclos devem ser colocados em compartimentos separados.

Como resultado, as polimerizações e associações químicas aceleram-se em relação às transformações destrutivas do sistema. As propriedades essenciais da organização biológica aparecem como a capacidade de concentrar energia livre e de informação, intensificando oposição às influências externas, o comportamento da auto-renovação (Kompanichenko, 2007)

Ha algumas críticas aos hiperciclos de Eigen. Uma delas é que o modelo exige um mecanismo de produção de enzimas provenientes da informação contida no RNA. Contudo, ainda sim não há como ter certeza se tal hiperciclo de fato evoluiria.

O biólogo evolucionista John Maynard Smith também pontuou críticas ao modelo de Eigen, indicando que se o hiperciclo não estiver fixado em um compartimento como o de uma parede celular, seus componentes poderiam competir entre si, fragilizando assim o processo, impedindo-o como um todo evoluir por mutação e seleção natural (Smith, 1979)

A vida como conhecemos esta baseada em polimeros de ácidos nucleicos, RNA e DNA, além de proteínas. Estes compostos juntos são responsáveis pela base da vida: O DNA estoca a informação genética que contém uma receita de como produzir proteínas. Essa informação é transcrita em RNA e traduzida em forma de proteínas, que por sua vez serve como elementos estruturais em tecidos, enzimas e etc. O sistema de replicagem genética é um dos componentes da vida, se não o que mais desperta interesse sobre sua origem. “A essência da vida é uma rede de reações químicas funcionando em um estado relativamente estável, mas não em equilíbrio, e aberto a trocas” (Shapiro, 2007).

Para que haja coerência nas afirmações a respeito da origem da vida a ciência conta com a elegância, ou seja, a capacidade de produzir conhecimento científico em diferentes campos da biologia alçam voo em um arcabouço teórico cujos resultados se encaixam de tal forma a permitir tecer uma rede de conceitos cujo sentido estabelecido permita criar um paradigma científico.

Ao estudar os polímeros como fenômeno inerente a vida devemos primeiramente estabelecer as condições na qual ela pôde surgir, para poder assim traçar as principais evidências a respeito do seu florescimento, um perfil evolutivo na qual mostra passos fundamentais para compreender o que é vida em sua plenitude de diversidade e por fim, estabelecer um conceito biológico sobre o que é a vida em si.

Victor Rossetti e Francisco Quiumento

Palavras chave: NetNature, Rossetti, Quiumento, Bipoese, RNA, DNA, PNA, Tolinas, Polimeros, Origem da Vida 

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