HIPÓTESE DE RNA-WORLD É REFORÇADA PELO FERRO

A hipótese do RNA-World ganhou um novo impulso após uma pesquisa mostrar que o RNA é mais cataliticamente ativo em condições semelhantes às da Terra bilhões de anos atrás. Usando ferro que era abundante (II) como co-fator permitiu o RNA  funcionar mais efetivamente que anteriormente mostrado, mas apenas em um ambiente livre de oxigênio.

Onde quer que a vida começou, era de ferro mais importante do que se pensava?

Onde quer que a vida começou, o ferro era mais importante do que se pensava?

A hipótese é um dos vários modelos para a origem da vida e propõe que, antes da evolução de DNA e proteínas codificadas, o RNA agiu como tanto uma molécula de DNA – armazenamento de informações- e um catalisador de enzima. No entanto, provar que o RNA pode executar essas transformações é mais difícil.

Nos modernos sistemas bioquímicos, RNA tem funções limitadas como um catalisador e exige um co-factor metálico, geralmente de magnésio. Outros metais, como ferro, podem provocar danos oxidativos ao RNA. Mas Loren Williams, do Instituto de Tecnologia da Geórgia, EUA, diz que uma conversa com os geólogos o fez considerar as condições no momento proposto do RNA-World, mais de 2,5 bilhões de anos atrás. Naquela época, o ferro (II) era abundante, e o oxigênio estava em falta.

“Na presença de oxigênio, o ferro desfia o RNA – é realmente uma bola de demolição molecular”, diz Williams. “Mas em um ambiente anóxico isso não acontece.”

Tendo anteriormente mostrado que o RNA poderia ligar-se a ferro (II), sob condições de anoxia, Williams e seus colegas queriam testar o seu efeito sobre a catálise. Eles usaram um ensaio padrão com Peroxidase, em que a oxidação de um corante orgânico por peróxido de hidrogênio produz um radical catiônico, para detectar a transferência de elétrons em soluções de ambos os RNA e Fe2+ , ou RNA e cátions de Mg2+. Dois dos tipos mais abundantes e antigos de RNA, 23S RNA ribossomal e RNA de transferência, catalisaram eficientemente a reação na presença de Fe2+, mas não foram capazes de fazê-lo com Mg2+.

“Nós descobrimos que quando trocamos de magnésio para o ferro em condições de anoxia, de repente, o RNA pôde catalisar os tipos de reações químicas que não podiam fazer antes”, diz Williams. “Se você imaginar um metabolismo sofisticado no qual o RNA é a principal enzima que precisa de transferência de elétrons. Agora, isso parece realmente possível. “Ele também sugere que durante o grande evento da oxidação, quando a fotossíntese começou a encher a atmosfera com oxigênio, o ferro da Terra teria oxidado e se tornado prejudicial, levando a uma mudança do uso do ferro para o magnésio vinculando-o o RNA a dobrar-se e fazer a catálise.

Steven Benner, do Instituto Westheimer na Fundação para a Evolução Molecular Aplicada em os EUA, elogiou o trabalho, dizendo que “expande o potencial catalítico de RNA de forma especialmente relevante para o modelo de RNA-World para início da vida ‘.

Referências

  1. L D Williams et al, Nat.Chem., 2013, DOI: 10.1038/nchem.1649
  2. L D Williams et al, PLoS One, 2012, DOI: 10.1371/journal.pone.0038024

Fonte: The Royal Society of Chemistry

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