{"id":142568,"date":"2021-03-06T11:30:26","date_gmt":"2021-03-06T14:30:26","guid":{"rendered":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/?p=142568"},"modified":"2021-03-05T18:25:14","modified_gmt":"2021-03-05T21:25:14","slug":"origem-da-vida-evolucao-darwiniana-comecou-antes-da-propria-vida","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/origem-da-vida-evolucao-darwiniana-comecou-antes-da-propria-vida\/","title":{"rendered":"Origem da vida: Evolu\u00e7\u00e3o darwiniana come\u00e7ou antes da pr\u00f3pria vida?"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>Como sair do caos para a vida<\/strong><\/p>\n

Antes do surgimento da vida na Terra, muitos processos f\u00edsico-qu\u00edmicos em nosso planeta eram altamente ca\u00f3ticos. Uma infinidade de pequenos compostos e pol\u00edmeros de comprimentos variados, compostos de subunidades (como as bases encontradas no DNA e no RNA), estavam presentes em todas as combina\u00e7\u00f5es conceb\u00edveis.<\/p>\n

Antes que processos qu\u00edmicos semelhantes \u00e0 vida pudessem surgir, o n\u00edvel de caos nesses sistemas teve que ser reduzido de alguma forma.<\/p>\n

Uma equipe de f\u00edsicos da Universidade Ludwig-Maximilians de Munique, na Alemanha, acaba de demonstrar experimentalmente que caracter\u00edsticas b\u00e1sicas de pol\u00edmeros simples, juntamente com certos aspectos do ambiente pr\u00e9-bi\u00f3tico, podem dar origem a processos de sele\u00e7\u00e3o que reduzem a desordem.<\/p>\n

Desde publica\u00e7\u00f5es anteriores, o grupo de pesquisa vinha explorando como a ordem espacial poderia ter-se desenvolvido em c\u00e2maras estreitas e cheias de \u00e1gua em rochas vulc\u00e2nicas porosas no fundo do mar. Esses estudos mostraram que, na presen\u00e7a de diferen\u00e7as de temperatura e de um fen\u00f4meno convectivo, conhecido como efeito Soret, os filamentos de RNA poderiam ser acumulados localmente em v\u00e1rias ordens de magnitude de uma maneira dependente do comprimento.<\/p>\n

“O problema \u00e9 que as sequ\u00eancias de bases das mol\u00e9culas mais longas que se obt\u00e9m s\u00e3o totalmente ca\u00f3ticas,” explica o professor Dieter Braun.<\/p>\n

As ribozimas evolu\u00eddas (enzimas baseadas em RNA) t\u00eam uma sequ\u00eancia de bases muito espec\u00edfica, que permite que as mol\u00e9culas se dobrem em formas particulares, enquanto a grande maioria dos olig\u00f4meros formados na Terra primitiva provavelmente tinham sequ\u00eancias aleat\u00f3rias.<\/p>\n

“O n\u00famero total de poss\u00edveis sequ\u00eancias de base, conhecido como ‘espa\u00e7o de sequ\u00eancia’, \u00e9 incrivelmente grande,” acrescenta Patrick Kudella, que liderou esta nova pesquisa. “Isso torna praticamente imposs\u00edvel montar as estruturas complexas caracter\u00edsticas das ribozimas funcionais, ou mol\u00e9culas compar\u00e1veis, por um processo puramente aleat\u00f3rio.”<\/p>\n

\n

\"Como<\/p>\n

H\u00e1 cientistas tentando\u00a0criar vida inorg\u00e2nica<\/a>\u00a0usando mecanismos darwinianos.
\n[Imagem:\u00a0Cronin Group]<\/span><\/div>\n<\/div>\n

Polimeriza\u00e7\u00e3o e ligadura<\/strong><\/p>\n

Isso levou a equipe a suspeitar que a extens\u00e3o das mol\u00e9culas para formar olig\u00f4meros maiores estaria sujeita a algum tipo de mecanismo de pr\u00e9-sele\u00e7\u00e3o. Como na \u00e9poca da origem da vida havia apenas alguns poucos processos f\u00edsicos e qu\u00edmicos muito simples, em compara\u00e7\u00e3o com os sofisticados mecanismos de replica\u00e7\u00e3o das c\u00e9lulas, a sele\u00e7\u00e3o de sequ\u00eancias deve ter-se baseado no ambiente e nas propriedades dos olig\u00f4meros.<\/p>\n

Para garantir a fun\u00e7\u00e3o catal\u00edtica e a estabilidade dos olig\u00f4meros, \u00e9 importante que eles formem fitas duplas, como a conhecida estrutura helicoidal do DNA. Esta \u00e9 uma propriedade elementar de muitos pol\u00edmeros e permite complexos qu\u00edmicos formados por partes com fita simples e parte com fitas duplas.<\/p>\n

As partes de fita simples podem ser reconstru\u00eddas por dois processos. Primeiro, pela chamada polimeriza\u00e7\u00e3o, na qual as fitas s\u00e3o completadas por bases simples, para formar as fitas duplas completas. O outro \u00e9 o que se conhece como ligadura, um processo no qual olig\u00f4meros mais longos s\u00e3o unidos. Aqui, ambas as partes de fita simples e dupla s\u00e3o formadas, o que permite um maior crescimento do olig\u00f4mero.<\/p>\n

“Nosso experimento come\u00e7a com um grande n\u00famero de fitas curtas de DNA, e em nosso sistema modelo para os primeiros olig\u00f4meros usamos apenas duas bases complementares, adenina e timina,” conta Braun. “Assumimos que a ligadura de fitas com sequ\u00eancias aleat\u00f3rias leva \u00e0 forma\u00e7\u00e3o de fitas mais longas, cujas sequ\u00eancias de bases s\u00e3o menos ca\u00f3ticas.”<\/p>\n

A equipe ent\u00e3o analisou as misturas de sequ\u00eancias produzidas nesses experimentos usando um m\u00e9todo que tamb\u00e9m \u00e9 usado na an\u00e1lise do genoma humano. O teste confirmou que a entropia da sequ\u00eancia, isto \u00e9, o grau de desordem ou aleatoriedade nas sequ\u00eancias recuperadas, foi de fato reduzida nestes experimentos.<\/p>\n

\n

\"Como<\/p>\n

Outros querem que\u00a0rob\u00f4s sofram evolu\u00e7\u00e3o em outros mundos<\/a>.
\n[Imagem:\u00a0Ferrante et al.]<\/span><\/div>\n<\/div>\n

Vida a partir do caos<\/strong><\/p>\n

Os pesquisadores tamb\u00e9m conseguiram identificar as causas dessa ordem “autogerada”, um processo conhecido como auto-organiza\u00e7\u00e3o. Eles descobriram que a maioria das sequ\u00eancias obtidas caiu em duas classes – com composi\u00e7\u00f5es de base de 70% de adenina e 30% de timina, ou vice-versa.<\/p>\n

“Com uma propor\u00e7\u00e3o significativamente maior de uma das duas bases, a fita n\u00e3o se dobra sobre si mesma e permanece como um parceiro de rea\u00e7\u00e3o para a ligadura,” explicou Braun. Assim, dificilmente quaisquer fitas com metade de cada uma das duas bases seriam formadas na rea\u00e7\u00e3o. “Tamb\u00e9m vimos como pequenas distor\u00e7\u00f5es na composi\u00e7\u00e3o da sopa de DNAs curtos deixam padr\u00f5es distintos dependentes da posi\u00e7\u00e3o, especialmente nas longas fitas resultantes,” acrescentou.<\/p>\n

O resultado surpreendeu os pesquisadores porque uma fita de apenas duas bases diferentes, com uma rela\u00e7\u00e3o espec\u00edfica entre bases, tem modos de se diferenciar muito limitados. “Apenas algoritmos especiais podem detectar detalhes t\u00e3o surpreendentes,” disse Annalena Salditt, coautora do estudo.<\/p>\n

Em conclus\u00e3o, os experimentos mostram que as caracter\u00edsticas mais simples e fundamentais dos olig\u00f4meros e de seu ambiente podem fornecer a base para processos seletivos.<\/p>\n

Mesmo em um sistema modelo simplificado, v\u00e1rios mecanismos de sele\u00e7\u00e3o podem entrar em a\u00e7\u00e3o, os quais t\u00eam um impacto no crescimento da fita em diferentes escalas de comprimento e s\u00e3o o resultado de diferentes combina\u00e7\u00f5es de fatores.<\/p>\n

De acordo com Braun, esses mecanismos de sele\u00e7\u00e3o foram um pr\u00e9-requisito para a forma\u00e7\u00e3o de complexos cataliticamente ativos como as ribozimas e, portanto, desempenharam um papel importante no surgimento da vida a partir do caos.<\/p>\n

\n

Bibliografia:<\/b><\/p>\n

Artigo:\u00a0Structured sequences emerge from random pool when replicated by templated ligation<\/i>
\nAutores: Patrick W. Kudella, Alexei V. Tkachenko, Annalena Salditt, Sergei Maslov, Dieter Braun
\nRevista: Proceedings of the National Academy of Sciences
\nVol.: 118 (8) e2018830118
\nDOI: 10.1073\/pnas.2018830118<\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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