O TNA-WORLD ANTES DO RNA-WORLD

A questão de como os produtos a química não-viva originou a chamada sopa primordial e deu origem à vida na Terra é um dos mais intrigantes mistérios da ciência. Encontrar uma resposta pode não só ajudar a explicar as nossas origens, mas poderia dar pistas importantes para que outra questão intrigante sobre se estamos ou não sozinhos no universo.

Uma vez que foi reconhecido que o DNA é fundamental para a auto-replicação molecular que sustenta a vida, os químicos têm procurado compreender as origens dessa molécula de dupla hélice em uma Era primordial. Foi rapidamente assumido que o RNA, de cadeia simples de ácido nucleico, pode ter sido o material genético precursor do DNA, e a hipótese do RNA-World nasceu. Mas o que deu origem ao RNA? Químicos em os EUA estão começando a entender usando outro ácido nucleico, o TNA: ácido treose nucleico.

Primordial vida pode ter usado TNA como seu material genético. © Dreamtime

Vida primordial pode ter usado TNA como seu material genético. © Dreamtime

John Chaput e seus colegas da Universidade Estadual do Arizona em Tempe, explicam que o TNA é, em alguns sentidos, quimicamente mais simples do que o RNA e, embora seja considerado um derivado potencialmente natural dessa molécula, e há indícios de que ele pode ter sido o precursor primordial. Apesar de sua simplicidade, pode trocar informações com RNA, formando fitas complementares consigo próprio e com RNA como demonstrado por Albert Eschenmoser e colegas da ETH Zurich, Switzerland. No entanto, há uma característica da TNA que não foi observada até o momento, mas seria essencial para permitir a progressão de um mundo de TNA para um baseado em RNA: a capacidade de sofrer dobragens superiores em suas estruturas funcionais novas ligando-as e catalisando reações.

“Treose, que tem um átomo de carbono a menos do que a ribose, é mais simples do que o RNA não porque tem menos átomos, mas pelo fato de que pode ser sintetizado a partir de um único material de partida”, explica Chaput. É difícil projetar moléculas de ácidos nucleicos funcionais a partir do princípio, acrescenta, de modo que seu grupo usou seleção in vitro para evoluir uma população de receptores de TNA que poderiam se ligar a um destino arbitrário. No presente trabalho, a equipe usou a trombina, proteína de coagulação como o alvo. O processo foi possibilitado pelo desenvolvimento de enzimas polimerases que podem transcrever filamentos de DNA para os seus homólogos TNA. O presente estudo tem por base o valor de uma década de esforços para desenvolver a tecnologia química que permite que uma biblioteca combinatória de TNA possa ter evoluído.

TNA pode dobrar-se em formas complexas e é complementar ao RNA. © Nat. Chem.

TNA pode dobrar-se em formas complexas e é complementar ao RNA. © Nat. Chem.

Os investigadores demonstraram agora que estas moléculas selecionadas de TNA podem dobrar-se em formas complexas com discretas propriedades de ligação. Fundamentalmente, o trabalho demonstra uma propriedade do TNA que não era clara antes da equipe começar a estudar, mas que era conhecida, é claro, somente no RNA e DNA. “Isso fornece evidência de que a TNA poderia ter servido como um sistema genético ancestral durante um estágio precoce da vida”, diz Chaput.

“Este é um trabalho emocionante”, diz Steven Benner no Instituto Westheimer da Fundação para a Evolução Molecular Aplicada, EUA. ‘Verificou-se que a treose, como uma espinha dorsal do novo DNA de Chaput, é um dos açúcares que (como ribose) é estabilizado por minerais de borato, de modo que este faz com que seja também um candidato para um hidrato de carbono pré-biótico”.

References

  1. A Eschenmoser, Science, 1999,  284, 2118 ( DOI: 10.1126/science.284.5423.2118)
  2. H Yu, S Zhang and J C Chaput,Nat. Chem., 2012, DOI: 10.1038/nchem.1241

Fonte: The Royal Society of Chemistry

Deixe uma resposta

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair / Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair / Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair / Alterar )

Foto do Google+

Você está comentando utilizando sua conta Google+. Sair / Alterar )

Conectando a %s