PRIMEIRA REFEIÇÃO DA VIDA?

Os estudos sobre a origem da vida estão repletos de paradoxos. Tome isso: todo organismo conhecido na Terra usa um conjunto de proteínas – e o DNA que ajuda a construí-lo – para construir os blocos de construção de nossas células. Mas esses blocos também são necessários para produzir DNA e proteínas.

Os minerais próximos às fontes hidrotermais do fundo do mar promovem a formação de moléculas orgânicas ricas em energia que a vida precisava para começar. NOAA/Nature Source/Science Source.

A solução para esse dilema do ovo e a galinha pode estar no local de fontes hidrotermais, fissuras no fundo do mar que lançam água quente e uma grande variedade de outros produtos químicos, relatam pesquisadores hoje. Os cientistas dizem que descobriram que um trio de compostos metálicos abundantes ao redor dos respiradouros pode fazer com que o gás hidrogênio e o dióxido de carbono (CO2) reajam para formar uma coleção de compostos orgânicos ricos em energia, críticos para o crescimento celular. E as altas temperaturas e pressões em torno dos respiradouros podem ter iniciado a vida na Terra, argumenta a equipe.

O novo trabalho é “emocionante”, diz Thomas Carell, um químico de origem da vida na Universidade Ludwig Maximilian de Munique, que não era afiliado ao novo projeto. As moléculas orgânicas geradas pelo estudo incluem formato, acetato e piruvato, que Carell chama de “as moléculas mais fundamentais do metabolismo energético”, o processo de conversão de nutrientes em crescimento celular. Os novos resultados apoiam uma ideia antiga sobre a origem da vida conhecida como “hipótese do metabolism first“. Ele afirma que os processos geoquímicos no início da Terra criaram uma série de compostos simples e ricos em energia que impulsionaram a síntese de moléculas complexas, que eventualmente forneceram os materiais para a evolução e a vida darwinianas.

Uma pista para esse metabolismo primordial chegou em 2016. Pesquisadores liderados por William Martin, um biólogo evolutivo da Universidade Heinrich Heine de Düsseldorf, examinaram os genomas de milhares de bactérias e arqueias, identificando 355 proteínas codificadas por genes compartilhados que provavelmente pertenciam a uma Eva microbiana, o último ancestral comum universal de toda a vida. Essas proteínas sugerem que esse microrganismo primordial prosperou em temperaturas escaldantes e consumiu gás hidrogênio, usando seus elétrons para converter CO2 inorgânico dissolvido no oceano em compostos orgânicos ricos em energia. Isso apoia a noção de que os microrganismos viviam perto de fontes hidrotermais, onde essas condições estariam presentes.

Essa ideia é reforçada pelo fato de que os organismos modernos ainda combinam hidrogênio e CO2 para formar moléculas orgânicas em um processo conhecido como via acetil-coenzima A (acetil-CoA). Esse processo alimenta moléculas orgânicas essenciais em processos bioquímicos que impulsionam a produção de proteínas, carboidratos e lipídios, que é o cerne do metabolismo energético das células. O problema, no entanto, é que os organismos modernos seguem a via do acetil-CoA usando 11 enzimas compostas por 15.000 aminoácidos combinados, todos bem posicionados para realizar seu trabalho. E sem o mecanismo ou catalisador de proteína certo, se você juntar hidrogênio e CO2, Martin diz: “Nada vai acontecer”.

Então, como os organismos desenvolveram espontaneamente suas proezas para executar a via de acetil-CoA? Dois anos atrás, pesquisadores liderados por Joseph Moran, químico da Universidade de Estrasburgo, sugeriram pelo menos uma resposta parcial. Eles relataram que os metais puros, incluindo ferro, níquel, cobalto, e pode catalisar a reacção de água (moléculas de água contêm hidrogénio) e COa forma de acetato e de piruvato, os membros-chave da via de acetil-CoA. Essa descoberta sugere que a vida mais antiga poderia simplesmente ter se alimentado desses compostos orgânicos para se unir e, com o tempo, desenvolveu um conjunto de proteínas para tornar as reações ainda mais eficientes.

Ainda assim, observa Martin, converter água e CO2 em produtos orgânicos necessários não é como os irmãos modernos mais intimamente relacionados com a Eva microbiana o fazem. Pelo contrário, esses organismos começam com hidrogênio gasoso e CO2. “Queríamos ver se conseguiríamos que esse caminho funcionasse sem enzimas”, diz Martin.

Ele e seus colegas sabiam que as fontes hidrotermais emitem continuamente gás hidrogênio, impulsionado por reações entre água e metais nas profundezas da crosta terrestre. E os pesquisadores determinaram anteriormente que o CO2 nos oceanos primitivos da Terra era cerca de 1000 vezes mais abundante do que é hoje. Assim, Martin se perguntou se minerais ricos em metais comuns em torno das fontes hidrotermais poderiam fazer com que o hidrogênio reagisse com o CO2.

Para descobrir, as equipes de Martin e Moran uniram forças para investigar três minerais ricos em ferro encontrados perto de aberturas de ventilação: greigita, magnetita e awaruita. Eles os adicionaram a uma solução aquosa e borbulharam em hidrogênio e CO2 a 100 ° C e 25 bar de pressão, condições comuns em respiradouros de profundidade. Todos os três minerais catalisaram uma reação de hidrogênio e COpara formar uma mistura de orgânicos, incluindo formato, acetato e piruvato, informou o grupo hoje na Nature Ecology & Evolution. “O que temos aqui é uma fonte sustentada de energia química e gera essas moléculas ricas em energia usadas no metabolismo”, diz Martin.

Então, foi essa mistura da primeira refeição da vida orgânica? É uma aposta justa, diz Steven Benner, químico da Fundação para a Evolução Molecular Aplicada. Para o início da evolução, a vida precisaria de uma fonte de alimento e de alguma forma de molécula protogenética para transmitir informações de um organismo à sua progênie. Como eles se uniram ainda não está claro. No entanto, qualquer sistema darwiniano inicial precisaria se alimentar. E Benner diz: “O processo descrito pela [equipe de Martin e Moran] certamente poderia ter sido a fonte de alguns de seus alimentos”.

Fonte: Science Magazine

2 thoughts on “PRIMEIRA REFEIÇÃO DA VIDA?

  1. Muito interessante a notícia! É fascinante ver como a ciência consegue nos dar informações sobre tempos tão distantes do nosso, inclusive sobre a nossa origem!

    Fico feliz que tenha voltado a postar. O blog é muito bom!

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