Existem momentos-chave na história da Terra que permanecem envoltos em mistério. O aparecimento das primeiras moléculas capazes de trabalhar em conjunto para dar origem à vida faz parte deles.
Há várias décadas que os investigadores tentam compreender como os blocos químicos da vida primitiva se conseguiram ligar entre si. Uma equipa da University College London (UCL) propõe agora uma pista sólida: conseguiu recriar em laboratório a junção entre aminoácidos, componentes das proteínas, e o ARN, molécula portadora de informações. Publicada na
Nature, este estudo relança o debate sobre as condições iniciais da química terrestre.
Imagem de ilustração Pixabay Reconstituir os primeiros passos da vida
As proteínas asseguram uma multitude de funções essenciais, mas não se podem formar sem instrução. É o ARN que fornece essas indicações ao desempenhar o papel de mensageiro. A equipa da UCL conseguiu mostrar que uma ligação directa podia estabelecer-se entre ARN e aminoácidos em simples condições aquosas.
Este avanço recorda um mecanismo que as células modernas realizam com máquinas moleculares muito complexas, os ribossomas. Aqui, o processo baseia-se apenas numa química espontânea, sem enzimas nem dispositivos sofisticados. Os investigadores obtiveram assim um primeiro passo para a elaboração de pequenas cadeias de proteínas chamadas péptidos.
Esta descoberta distingue-se dos trabalhos anteriores, que falhavam devido a reacções parasitas. As tentativas anteriores utilizavam moléculas demasiado reactivas que se degradavam na água e impediam a associação com o ARN.
Um casamento entre duas hipóteses maiores
Para contornar o obstáculo, os químicos inspiraram-se em reacções biológicas conhecidas. Utilizaram tioésteres, compostos ricos em energia já envolvidos em numerosos processos metabólicos actuais. Estas moléculas são capazes de activar os aminoácidos e facilitar a sua ligação com o ARN.
O interesse é duplo: os tioésteres estavam provavelmente presentes na Terra primitiva e a sua utilização une dois cenários frequentemente evocados pelos investigadores. A hipótese do "mundo ARN" supõe que esta molécula desempenhou um papel central ao replicar-se sozinha, enquanto a hipótese do "mundo tioéster" atribui a estes compostos energéticos a capacidade de lançar as primeiras reacções vitais.
Ao relacionar estes dois modelos, os autores sugerem que a origem da vida pode ter repousado numa interacção entre portadores de informação e fontes de energia. Esta combinação teria aberto o caminho para a fabricação das primeiras proteínas.
Condições plausíveis na Terra primitiva
As experiências mostram que esta química funciona em água com pH neutro, o que exclui os ambientes oceânicos demasiado diluídos. Lagos, charcos ou zonas costeiras parecem mais adaptados para concentrar as moléculas necessárias.
Algumas experiências indicam mesmo que ciclos de congelação e descongelação podiam acelerar as reacções. A formação de bolsas de salmoura no gelo poderia ter reunido os ingredientes em concentrações suficientes para favorecer a ligação ARN-aminoácidos.
Os investigadores recordam no entanto que muitos obstáculos permanecem por ultrapassar. Será necessário demonstrar nomeadamente como o ARN pôde estabelecer preferências de ligação para certos aminoácidos, primeiro passo para a emergência de um verdadeiro código genético.
Autor do artigo: Cédric DEPOND
Fonte: Nature