NA FRONTEIRA ENTRE A QUÍMICA E RECRIAÇÃO DA VIDA

Um sistema de tubos de ensaio com reagentes químicos criado por cientistas norte-americanos exibe qualidades ligadas a vida, como a auto-replicação indefinida, mutação e sobrevivência do mais apto. Os pesquisadores dizem que suas enzimas de RNA ficam replicando perpetuamente e isso nos deixa um passo mais perto de compreender as origens da vida na Terra, bem como uma forma de como a vida pode um dia ser sintetizada no laboratório.

O sistema, criado por Gerald Joyce e Tracey Lincoln do Instituto de Pesquisa Scripps, em La Jolla, Califórnia, envolve um par de ribozimas replicantes (enzimas RNA), cada uma com cerca de 70 nucleotídeos de comprimento, que catalisam a síntese uma da outra. Assim, a ribozima da “esquerda” serve de molde para a síntese da ribozima da “direita”, que por sua vez molda a da ‘esquerda’ e assim por diante, seguindo a construção de si mesmo através de bases de Watson-Crick.

“Este é o fim da linha, onde a química começa a se transformar em biologia”, diz Joyce. “É o primeiro caso, que não seja em biologia, de informação molecular tendo sido imortalizado”.

A dupla de RNA (um vermelho, um azul) Modelo de síntese de cada um  © Ciência

A dupla de RNA (um vermelho, um azul) Modelo de síntese de cada um. © Science

A experiência de Joyce foi concebida para testar a teoria da “RNA World”, que propõe que a vida baseada em DNA evoluiu de uma fase em que o RNA agiu como tanto uma molécula de armazenamento de informação, tal como o DNA, como um catalisador, tal como enzimas, e também foi capaz de auto-replicação.

“Este trabalho da suporte para a hipótese do RNA-World, que ocorreu a muito tempo”, diz Donna Blackmond, Presidente em Catalysis at Imperial College London, UK. “É uma demonstração do princípio de que a replicação indefinida, juntamente com a seleção via mutação, é bastante plausível para RNA. O fato de ele continuar indefinidamente é de grande importância para mostrar que foi realmente assim que poderia ter sido no inicio da vida”, ela acrescenta.

Os cientistas já conheciam sistemas de replicação sintéticos semelhantes, mas estes sistemas ficaram aquém de imitar os sistemas biológicos, porque, eventualmente, param de replicar. Isto porque a ligação entre o catalisador e o seu produto torna-se muito forte, tornando o sistema de auto-tóxico. Ao utilizar-replicação transversal, Joyce e Lincoln parecem ter superado este problema e mostrado, pela primeira vez num sistema puramente químico sintético, de replicação indefinida e contando que a equipe continue a adição de blocos de construção de oligonucleótidos.

Só os mais fortes sobrevivem

O sistema também demonstra seleção natural. A equipe criou doze conjuntos de enzimas replicantes (“esquerda” e “direita” de 1 a 12) e permitiu-lhes competir por um conjunto comum de blocos de construção de oligonucleotídeos. Ocasionalmente, uma mutação surgia, então ao invés de fazer “direita 7”, “esquerda 7”, combinava oligonucleotídeos de uma nova a uma maneira de fazer, por exemplo, um “direito 7” colocaram o 12, formando um híbrido. Tais recombinantes surgiam e cresciam ao longo de muitos, muitos ciclos de replicação e passavam a dominar a população.

“Isso faz um paralelo que acontece em sistemas biológicos, como a seleção natural ou sobrevivência do mais apto”, diz Joyce. “Ele não está vivo, porque o que ele não tem a capacidade de inventar novas funções de pano inteiro. Se pudesse fazer isso, então a maioria dos cientistas diria que cruzou a linha de vida”.

* T A Lincoln and  G F Joyce, Science, 2009, DOI:  10.1126/science.1167856

Fonte: The Royal Society of Chemistry

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