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“Origins of Life”
Um composto que pode ter sido 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 no nosso planeta surgiram.
Os cientistas que pesquisam as origens da vida trabalham com a hipótese de que a reação química 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 o trabalho principal das células e os lipídos, para formar estruturas encapsulantes, como paredes celulares.
No entanto, nunca ninguém encontrou um agente fosforilante que estivesse plausivelmente presente no início da Terra e pudesse 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. Isso, por sua vez, permitiria outras químicas que não eram possíveis antes, levando potencialmente às primeiras entidades vivas simples, baseadas em células”, disse o autor principal do estudo, Ramanarayanan Krishnamurthy.
O estudo publicado esta terça-feira na 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 à bioquímica baseada em células.
Outros cientistas 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.
“Foi difícil imaginar como esses processos tão diferentes poderiam ter-se combinado no mesmo lugar para produzir as primeiras formas de vida primitivas”, lembra Krishnamurthy.
O cientista e a equipa, incluindo os co-autores Clémentine Gibard, Subhendu Bhowmik e Megha Karki, 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 lípidos de glicerol e ácidos graxos, levando a pequenas cápsulas de fosfolópidos 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, podemos fazer com que as três classes importantes de moléculas pré-biológicas se juntem e se transformem, criando a oportunidade de interagir juntas”, afirma Krishnamurthy.
“DAP fosforila através da mesma quebra de ligação de fósforo-nitrogénio e nas mesmas condições que proteínas cinases, que são omnipresentes nas formas de vida atuais. A química da fosforilação do DAP também se assemelha muito ao que é visto nas reações no coração do ciclo metabólico de cada célula”, disse o cientista.
Krishnamurthy agora planeia seguir estas pistas, em conjunto com os geoquímicos que estudam o início da Terra para tentar identificar fontes potenciais de DAP, ou outros compostos de fósforo-nitrogénio, que estariam presentes no planeta antes do surgimento da vida.
“Pode ter havido minerais no início da Terra que libertaram esses compostos de fósforo-nitrogénio nas condições corretas. Os astrónomos encontraram provas de compostos de fósforo-nitrogénio no gás e poeira do espaço interestelar, por isso é certamente plausível que os compostos estivessem presentes no início da Terra e tenham desempenhado um papel no surgimento das moléculas complexas da vida”, explicou.
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