Encontrado composto químico que pode ter originado a vida na Terra

Um composto que pode ter sido um fator crucial na origem da vida na Terra foi encontrado. A descoberta pode ajudar os cientistas a entender como os compostos mais simples que formaram a vida em nosso planeta surgiram.

Os cientistas que pesquisam as origens da vida trabalham com a hipótese de que uma reação química chamada fosforilação pode ter sido crucial para a montagem de três ingredientes-chave nas formas de vida precoces: cadeias curtas de nucleotídeos para armazenar informações genéticas, cadeias curtas de aminoácidos (peptídeos) para fazer a trabalho principal de células e lipídios, para formar estruturas encapsulantes, como paredes celulares. No entanto, ninguém jamais encontrou um agente fosforilante que estivesse plausivelmente presente no início da Terra e poderia ter produzido essas três classes de moléculas lado a lado nas mesmas condições realistas.

Agora, químicos no Instituto de Pesquisa Scripps (TSRI), nos EUA, acabaram de identificar esse composto: o diamidofosfato (DAP).

“Sugerimos uma química de fosforilação que poderia ter dado origem, no mesmo lugar, a oligonucleótidos, oligopeptídeos e estruturas semelhantes a células para anexá-los”, disse o autor principal do estudo, Ramanarayanan Krishnamurthy, professor associado de química na TSRI. “Isso, por sua vez, permitiria outras químicas que não eram possíveis antes, levando potencialmente às primeiras entidades vivas simples, baseadas em células”.

O estudo, relatado nesta terça-feira (07) na revista Nature Chemistry, faz parte de um esforço contínuo de cientistas de todo o mundo para encontrar rotas plausíveis para a jornada épica da química pré-biológica até a bioquímica baseada em células.

Outros pesquisadores descreveram reações químicas que poderiam ter permitido a fosforilação de moléculas pré-biológicas no início da Terra. Mas esses cenários envolveram diferentes agentes de fosforilação para diferentes tipos de moléculas, bem como diferentes e muitas vezes incomuns ambientes de reação.

Todas as temperaturas e condições

“Foi difícil imaginar como esses processos muito diferentes poderiam ter se combinado no mesmo lugar para produzir as primeiras formas de vida primitivas”, lembra Krishnamurthy.

Ele e sua equipe, incluindo os co-primeiros autores Clémentine Gibard, Subhendu Bhowmik e Megha Karki, todos pesquisadores de pós-doutorado no TSRI, mostraram que o DAP poderia fosforilar cada um dos quatro blocos de construção de nucleósidos do RNA na água ou um estado semelhante a uma pasta sob uma ampla gama de temperaturas e outras condições.

Com a adição do catalisador imidazol, um composto orgânico simples que estava presente de forma plausível no início da Terra, a atividade do DAP também levou ao surgimento de cadeias curtas de RNA desses blocos de construção fosforilados.

Além disso, o DAP com água e imidazol fosforilou eficientemente os blocos de lipídios de glicerol e ácidos graxos, levando a pequenas cápsulas de fosfolipídios chamadas vesículas, versões primitivas de células.

O DAP em água à temperatura ambiente também fosforilou os aminoácidos glicina, ácido aspártico e ácido glutâmico e, em seguida, ajudou a ligar essas moléculas em cadeias peptídicas curtas (os peptídeos são versões menores de proteínas).

“Com DAP e água e essas condições moderadas, você pode fazer com que essas três classes importantes de moléculas pré-biológicas se juntem e se transformem, criando a oportunidade de interagirem juntas”, afirma Krishnamurthy.

Deixando coisas simples mais interessantes

Krishnamurthy e seus colegas demonstraram anteriormente que o DAP pode fosforilar eficientemente uma variedade de açúcares simples e, assim, ajudar a construir carboidratos contendo fósforo que estariam envolvidos em formas de vida precoces. O seu novo trabalho sugere que o DAP poderia ter um papel muito mais central nas origens da vida.

“Isso me lembra a Fada Madrinha da Cinderela, que acena uma varinha e “poof”,”poof”,”poof”, as coisas simples se transformam em algo mais complexo e interessante”, compara Krishnamurthy.

A importância do DAP no início da vida na Terra – e, na verdade, qualquer coisa que tenha acontecido tanto tempo atrás – pode ser difícil de provar. Krishnamurthy observa, porém, que aspectos-chave da química das moléculas ainda são encontrados na biologia moderna.

“DAP fosforila através da mesma quebra de ligação de fósforo-nitrogênio e nas mesmas condições que proteínas cinases, que são onipresentes nas formas de vida atuais”, diz ele. “A química da fosforilação do DAP também se assemelha muito ao que é visto nas reações no coração do ciclo metabólico de cada célula”.

Krishnamurthy agora planeja seguir estas pistas, em conjunto com os geoquimistas que estudam o início da Terra para tentar identificar fontes potenciais de DAP, ou outros compostos de fósforo-nitrogênio, que estariam presentes no planeta antes do surgimento da vida.

“Pode ter havido minerais no início da Terra que liberaram tais compostos de fósforo-nitrogênio nas condições corretas”, disse ele. “Os astrônomos encontraram evidências de compostos de fósforo-nitrogênio no gás e poeira do espaço interestelar, por isso é certamente plausível que tais compostos estejam presentes no início da Terra e tenham desempenhado um papel no surgimento das moléculas complexas da vida”. 

 

Fonte: www.hypescience.com