A MÃE DE TODAS AS ENZIMAS

Cientistas descobriram a estrutura tridimensional do que poderia ser a primeira enzima da biologia. Isto lança luz sobre a química em um momento chave na origem da vida.

O maior desafio para os cientistas sobre a origem da vida é quantificar a primeira molécula auto-replicante. Genes são necessários para produzir proteínas e as proteínas são necessárias para construir genes, então o que veio primeiro? A resposta, acreditam eles , são as ribozimas, moléculas de RNA capazes de codificação e de catálise.

Estrutura cabeça de martelo de uma Ribozima

Estrutura cabeça de martelo de uma Ribozima

A descoberta de RNA enzimas na década de 1980 levou à sugestão de um “RNA-World”, que precedeu o DNA e máquinas proteínas que dominam a vida hoje. Algumas ribozimas ainda existem, talvez relíquias de uma época evolutiva passada, mas elas tem capacidade química bastante limitada e certamente nada tão necessário para a auto-replicação.

Isso não impediu os biólogos moleculares de pesquisar em laboratório, criando ribozimas “artificiais” para demonstrar que essas moléculas poderiam ter tido uma química mais interessante. Até agora, os investigadores conseguiram chegar a várias ribozimas que podem até juntar dois fragmentos de RNA, o tipo de reação fundamental que teria sido exigida de qualquer auto-replicador.

Uma dessas enzimas de RNA-World é a ligase ribozima L1 que produz exclusivamente a ligação fosfodiéster de 3′-5′ que é característica de todos os polímeros de ácido nucleico biologicamente relevantes, diz William Scott, do Centro para Biologia Molecular de RNA na Universidade de Califórnia, Santa Cruz.

Ele e um colega descreveram a estrutura tridimensional do produto desta reação. Eles relatam na Revista Science, e sugerem como a ligase ribozima L1 realiza essa “malandragem” catalítica. A estrutura terciária estabiliza uma dobra na ribozima, criando uma bolsa em que um íon de magnésio pode se ligar e coordenar três fosfatos, diz Scott. Curiosamente, a ribozima deles parece utilizar estratégias bioquímicas que são bem conhecidas nas ribozimas que ocorrem naturalmente.

A estrutura cristalina revela “o que pode ter sido a primeira enzima da biologia, ou pelo menos a enzima central do RNA-World”, disse Gerald Joyce, professor de química e biologia molecular do Instituto de Pesquisa Scripps, na Califórnia. “Nos próximos anos, podemos esperar para ver a estrutura de outras ligases, e, eventualmente, de enzimas polimerases e RNA replicase”.

A estrutura é “muito interessante”, concordou Leslie Orgel na época, do Instituto Salk, em San Diego e um dos três pensadores visionários que propuseram, independentemente da existência de ribozimas na década de 1960. ‘Isto sugere um mecanismo pelo qual uma ribozima relativamente simples, pode ter facilitado replicação do RNA”.

* M P Robertson and W G Scott, Science, 2007, 315,  1552
* G F Joyce, Science, 2007, 315 1507

Fonte: The Royal Society of Chemistry

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