RNA-WORLD MAIS FÁCIL DE FAZER

Química mostra como nucleotídeos podem ter se formado na sopa primordial.

A vida começou com o DNA? Wikimedia Commons

A vida começou com o RNA? Wikimedia Commons

Um experimento elegante tem revogado uma grande objeção à teoria de que a vida na Terra se originou com moléculas de RNA.

John Sutherland e seus colegas da Universidade de Manchester, Reino Unido, criaram um ribonucleotídeo – um bloco de construção de RNA – a partir de compostos químicos simples sob condições que podem ter existido na Terra primitiva.

A façanha, nunca realizada antes, reforça a hipótese do “RNA-World”, que sugere que a vida começou com RNA, um polímero relacionado ao DNA que pode se duplicar e catalisar reações, emergindo de uma sopa pré-biótica de produtos químicos.

“Isso é uma evidência extremamente forte para o RNA-World. Nós não sabemos se essas etapas químicas refletem o que realmente aconteceu, mas antes de deste trabalho havia grandes dúvidas de que isso poderia acontecer”, diz Donna Blackmond, química da Imperial College Londres.

Coreografia Molecular

Um polímero de RNA é uma cadeia de ribonucleotídeos, cada uma composta por três partes distintas: uma de açúcar ribose, um grupo fosfato e uma base – ou citosina ou uracila, conhecido como pirimidinas, ou a guanina ou adenina conhecidas como purinas. Imaginando como tal polímero poderia ter se formado espontaneamente, os químicos pensaram como as subunidades provavelmente reuniram-se em primeiro lugar, em seguida, juntar-se para formar uma ribonucleotídos. Mas, mesmo no ambiente controlado de um laboratório, os esforços para se conectar ribose e base juntos foram um fracasso frustrante.

Os pesquisadores de Manchester já conseguiram sintetizar ambos ribonucleotídeos pirimídicos. A solução era evitar a produção de subunidades ribose-açúcar e de base distintas. Em vez disso, a equipe de Sutherland fez uma molécula cujos andaimes continham uma ligação que vai passar a ser a conexão ribose-base de chave. Outros átomos são então adicionados em torno deste esqueleto, que se desenrola para criar o ribonucleotídeo.

A ligação final é adicionar um grupo fosfato. Mas o fosfato, embora apenas um reagente na fase final da seqüência, influencia a síntese de tudo, como a equipe de Sutherland demonstrou. Por tampão de acidez agindo como um catalisador, ele orienta pequenas moléculas orgânicas a fazer conexões.

“Tínhamos uma suspeita de que havia algo de bom lá fora, mas que levou 12 anos para ser encontrada”, disse Sutherland. “O que nós acabamos de fazer foi uma coreografia molecular, onde as moléculas são coreógrafos inconscientes.” Em seguida, ele diz, que espera fazer ribonucleotídeos purínicos utilizando uma abordagem similar.

O começo de algo especial?

Embora Sutherland tenha mostrado que é possível construir uma peça de RNA a partir de moléculas pequenas, os opositores à teoria RNA-World dizem que a molécula como um todo é complexa demais para ser criada usando geoquímica da Terra primitiva. “A falha com esse tipo de pesquisa não está na química. A falha está na lógica -. Que esse controle experimental por pesquisadores em um laboratório moderno poderia ter sido disponível na Terra primitiva”, diz Robert Shapiro, um químico em Nova Iorque University.

Sutherland aponta que a sequência de passos que ele usa é consistente com os cenários iniciais da Terra – aqueles que envolvem métodos, tais como moléculas, aquecimento na água, evaporando-os e irradiando-os com luz ultravioleta. E quebrar a síntese de RNA em passos pequenos, controlados em laboratório é apenas um ponto de partida pragmático, diz ele, acrescentando que sua equipe também tem resultados mostrando que eles podem encadear nucleotídeos juntos, uma vez que eles se formaram. “Meu objetivo final é obter um sistema vivo (RNA) que emerge de uma experiência única. Podemos conseguir isso. Só precisamos saber quais são as restrições sobre as condições estão em primeiro lugar.”

Shapiro e seus aliados são partidários de outra teoria da origem da vida – que, por o RNA é muito complexo para surgir a partir de moléculas pequenas, e que processos metabólicos mais simples, acabaram catalisando a formação de RNA e DNA, foram os primeiros sinais de vida na Terra.

“Eles estão todos tem o direito de discordar de nós. Mas tendo obtido resultados experimentais, estamos em terreno elevado”, diz Sutherland.

“Em última análise, o desafio da química prebiótica é que não há nenhuma maneira de validar hipóteses históricas, no entanto, convencer a partir de uma experiência individual”, observa Steven Benner, que estuda a química da origem da vida na Fundação para a Evolução Molecular Aplicada, a não centro de pesquisa em Gainesville, Florida.

Sutherland, porém, espera que a química orgânica engenhosa possa fornecer uma síntese de RNA tão convincente que efetivamente sirva como prova. “Podemos chegar a algo tão coincidente que poderíamos acreditar”, diz ele. “Esse é o objetivo da minha carreira”.

Fonte: Revista Nature

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