quinta-feira, 28 de julho de 2011

ORIGEM QUÍMICA DA VIDA



Origem química da vida

Os experimentos de Louis Pasteur refutaram a abiogênese aristotélica, ou geração espontânea, mas não dizem nada quanto à origem química da vida - também chamada de biopoese (do grego bio, vida, + poiéo, produzir, fazer, criar), evolução química, quimiossíntese, ou ainda, biogênese por Teilhard de Chardin.

Essa forma de abiogênese supostamente ocorreu sob condições totalmente diferentes, dentro de períodos de tempo muito maiores, não sendo algo que se suponha poder ocorrer a qualquer instante, ou hoje em dia. O próprio Charles Darwin percebeu impedimentos básicos para que isso ocorresse:
Costuma-se dizer freqüentemente que todas as condições necessárias para o surgimento de um ser vivo encontram-se presentes agora como sempre se encontraram. Mas se (e como é grande esse se!) nós pudéssemos imaginar que, nos dias de hoje, em alguma poçazinha tépida, com todos tipos de sais amoníacos e fosfóricos, luz, calor, eletricidade, etc., estando presentes, um composto protéico estivesse quimicamente formado e pronto para sofrer mudanças mais complexas, tal composto seria imediatamente devorado ou absorvido, o que não teria ocorrido antes dos seres vivos terem sido formados.
Além disso, diferentemente da abiogênese aristotélica, o conceito atual não propõe a origem espontânea de formas de vida complexas, de algo similar qualquer das espécies atuais, mas em vez disso uma origem mais singular da vida, decorrendo de um complexo processo gradual, com vários estágios. A vida nesses estágios provavelmente diferiria muito das formas atuais a ponto de tornar incerta sua classificação como "vida", bem como a delimitação entre a "vida" e "não vida", de forma similar à situação em que os vírus e príons se encontram hoje.

Nos últimos 120 anos, soube-se que não há diferença entre matéria viva e a "bruta" ou "inanimada". Os seres vivos não são compostos de algo fundamentalmente diferente de outros objetos, nem têm um "princípio ativo" que lhes dá a vida. Carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio são os elementos predominantes dos seres vivos, e também encontram-se fora deles. A vida é uma questão de organização material de compostos formados por esses elementos. A abiogênese então se daria através de processos e etapas que cumulativamente produzissem a organização básica dos seres vivos.

O químico Friedrich Wöhler, ainda em 1828, demonstrou que compostos orgânicos podem formar-se a partir de substâncias inorgânicas em laboratório. Mais tarde, os químicos descobriram que os principais "tijolos" da vida, aminoácidos, nucleotídeos e lipídios, podem todos se formar, bastando existirem fontes de carbono, nitrogênio, e energia.

Não há uma teoria apenas para o processo, mas várias diferentes possibilidades, sem que qualquer uma seja vista como definitivamente melhor que a outra, apesar de haver as que são mais populares. De grande valor histórico pode-se citar a teoria da "sopa primordial", do cientista russo Aleksandr Ivanovitch Oparin, com ideias similares às formuladas independentemente por J. B. S. Haldane, ambos na década de 1920. Hipotetizavam que uma série de reações envolvendo a suposta química atmosférica na Terra primordial culminariam com a origem da vida.

Teoria Oparin-Haldane ou teoria heterotrófica

Segundo Oparin, em ambiente aquoso, compostos orgânicos teriam sofrido reações que iam levando a níveis crescentes de complexidade molecular, eventualmente formando agregados colóides, ou coacervados. Esses coacervados seriam aptos a se "alimentar" rudimentarmente de outros compostos orgânicos presentes no ambiente, de forma similar a um metabolismo primitivo. Os coacervados não eram ainda organismos vivos, mas ao se formarem em enormes quantidades, e se chocarem no meio aquoso durante um tempo muito longo, eventualmente atingiriam um nível de organização que desse a propriedade de replicação. Surgiria aí uma forma de vida extremamente primitiva.

Haldane supunha que os oceanos primordiais funcionassem como um imenso laboratório químico, alimentado por energia solar. Na atmosfera, os gases e a radiação UV originariam compostos orgânicos, e no mar formaria-se então uma sopa quente de enormes quantidades de monômeros e polímeros. Grupos desses monômeros e polímeros adquiririam membranas lipídicas, e desenvolvimentos posteriores eventualmente levariam às primeiras células vivas.

Estavam ao menos parcialmente corretos, quanto a origem de aminoácidos e outros tijolos básicos da vida, como comprovou-se com o experimento de Urey-Miller, em 1953, que simulava essas condições atmosféricas, e o de Juan Oró em 1961. Os experimentos foram repetidos com diversas atmosféricas hipotéticas, sempre obtendo resultados similares.

Posteriormente, Sidney Fox levou o experimento um passo adiante fazendo que esses tijolos básicos da vida se unissem em proteinóides - moléculas polipeptidicas similares a proteínas - por simples aquecimento. No trabalho seguinte com esses aminoácidos e pequenos peptídeos foi descoberto que eles podiam formar membranas esféricas fechadas, chamadas de microesferas. Fox as descreveu como formações de protocélulas, acreditando que fossem um passo intermediário importante na origem da vida.

As microesferas tinham dentro de seu envoltório um meio aquoso, que mostrava movimento similar a ciclose. Eram capazes de absorver outras moléculas presentes no seu ambiente; podiam formar estruturas maiores fundindo-se umas com as outras, e em certas situações, destacavam-se protuberâncias minúsculas de sua superfície, que podiam se separar e crescer individualmente.

As pesquisas nesse sentido não pararam por aí, sendo ainda muito importantes os experimentos e hipóteses levantadas por nomes como Manfred Eigen, Sol Spiegelman, Thomas Gold, A. G. Cairns-Smith, e uma série de outros trabalhos mais atuais.

Teoria do mundo do RNA

Mais recentemente, em 1986, Walter Gilbert propôs uma etapa na origem da vida que envolvia a existência de moléculas auto-replicadoras constituídas por RNA. O RNA é actualmente um mediador entre o DNA e as proteínas na maioria dos seres vivos, mas Gilbert propôs que nos primeiros estágios da vida, o RNA era o material genético principal.

Além de propriedades auto-replicadoras, o RNA tem também actividade catalisadora de reacções químicas. Apenas em 2009 cientistas conseguiram criar ribonucleotídeos em laboratório a partir de elementos mais básicos, sob condições provavelmente existentes na Terra jovem.[10][11]

A perspectiva das religiões

Todas as religiões têm os seus mitos, concepções, teorias ou histórias sobre a criação da vida e a origem do homem. Para obterem-se detalhes sobre as teorias de criação conforme pregadas pelas diversas religiões se deve geralmente procurar pelos tomos ou textos sagragos que as embasam. Para as religiões judáico-cristãs, esta fonte de informação é a bíblia, devendo-se consultar o mito de Adão e Eva.

O mito da criação segundo o Islamismo pode ser encontrado no Corão. Há contudo religiões onde não há uma fonte central de informação. Para maiores detalhes sobre a concepção budista, consulte o artigo sobre budismo, e para a concepção dos antigos gregos, veja o artigo Caos.

Origem da vida

A origem da vida levanta questões científicas, religiosas e filosóficas
Não existe ainda nenhum modelo consensual para a origem da vida, mas a maioria dos modelos atualmente aceites baseiam-se duma forma ou doutra nas seguintes descobertas:
  1. Condições pré-bióticas plausíveis resultam na criação das moléculas orgânicas mais simples, como demonstrado pela experiência de Urey-Miller.
  2. Fosfolípidos formam espontaneamente duplas camadas, a estrutura básica da membrana celular.
  3. Processos para a produção aleatória de moléculas de RNA podem produzir ribozimas capazes de se replicarem sob determinadas condições.
Existem muitas hipóteses diferentes no que respeita ao caminho percorrido das moléculas orgânicas simples às protocélulas e ao metabolismo. A maioria das possibilidades tendem quer para a primazia dos genes quer para a primazia do metabolismo; uma tendência recente avança modelos híbridos que combinam aspectos de ambas as abordagens.

De acordo com o astrônomo e astrofísico Thomas Gold, a Teoria Deep Hot Biosphere indica que há fortes indícios de que a vida microbiana é extremamente difundida em profundidade na crosta da terra, assim como tal a vida tem sido identificada em vários locais no oceano profundo, ligado com emanações de gases primordiais. 

Essa vida não é dependente da energia solar e fotossíntese para a sua principal fonte como fornecimento de energia, e é essencialmente independente das circunstâncias da superfície . Seu abastecimento de energia vem de fontes químicas, devido aos fluidos que migram para cima, de níveis mais profundos na Terra. Em massa e volume essa biosfera profunda pode ser comparável com toda a vida de superfície. 

Tal vida microbiana pode explicar a presença de moléculas biológicas em todos os materiais carbonosos na crosta, e considerar que estes materiais devem ter derivado de depósitos biológicos acumulados na superfície é portanto, não é necessariamente válida. 

A vida em subsuperfície pode ser generalizada entre os corpos planetários do nosso sistema solar, uma vez que muitos deles têm condições tão adequadas para que isso ocorra, enquanto tendo ainda ambientes totalmente inóspitos em suas superfícies. Pode-se mesmo especular que a vida só pode ser amplamente distribuída no universo, desde corpos planetários tipo com condições semelhantes poderão subsuperficiais ser comum ou ainda como objetos solitários no espaço, assim como em outros sistemas do tipo solar. 

A vida como conhecemos tem por base o carbono e a energia é obtida com a presença de oxigênio, seja ele livre no ar ou em subsuperfície através da redução de compostos como óxidos, sulfatos, etc. As fontes de carbono estão relacioanadas com hidrocarbonetos primordiais, sobretudo o metano.

De acordo com o físico Marcelo Gleiser, em seu livro "Criação Imperfeita" a vida teria surgido na terra há cerca de 4 bilhões de anos.
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Abiogênese



Abiogênese (português brasileiro) ou Abiogénese (português europeu) (do grego a-bio-genesis , "origem não biológica") designa de modo geral o estudo sobre a origem da vida a partir de matéria não viva. No entanto há que se fazer distinções entre diferentes ideias ou hipóteses às quais o termo pode ser atribuído. 

Atualmente, o termo é usado em referência à origem química da vida a partir de reações em compostos orgânicos originados abioticamente.

Esta designação entretanto, é ambígua, pois muitos pequisadores se referem ao mesmo processo utilizando o termo 'biogênese'. Ideias antigas de abiogênese também recebem o nome de geração espontânea, e essas foram, há muito tempo, descartadas pela ciência; consistiam basicamente na suposição de que organismos mais complexos, dos que se observa diariamente, não se originassem apenas de seus progenitores, mas de qualquer ser inanimado.

O consenso científico atual é que a abiogénese ocorreu aproximadamente entre 4,4 bilhões de anos, quando vapor de água condensou-se pela primeira vez na Terra,[1] e 2,7 bilhões de anos atrás, quando a proporção de isótopos estáveis de carbono (12C e 13C), ferro e enxofre aponta para uma origem biogénica de minerais e sedimentos[2][3] e marcadores biomoleculares indicam a existência de fotossíntese.[4][5] 

Este tema inclui também a panspermia e outras teorias exogénicas referentes à possibilidade da origem da vida ser extra-terrestre ou extra-planetária. Estas teorias supõem que a origem da vida ocorreu em alguma altura nos últimos 13700 milhões de anos da evolução do Universo desde o Big Bang.[6]

Os estudos sobre a origem da vida são um campo limitado de pesquisa apesar do seu profundo impacto na biologia e na compreensão do mundo natural. O progresso neste campo é geralmente lento e esporádico, apesar de atrair a atenção de muitos devida à importância da questão.

Várias teorias têm sido propostas, dentre as quais a Teoria de Oparin da sopa primordial e a teoria do mundo do RNA.[7]

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Biogênese

Biogênese (português brasileiro) ou Biogénese (português europeu) é uma hipótese biológica segundo a qual a matéria viva procede sempre de matéria viva.O primeiro passo na refutação científica da abiogênese aristotélica foi dado pelo italiano Francesco Redi, que em 1668, fez um experimento da seguinte forma: utilizando dois potes, colocou um pedaço de carne em cada. Um estava completamente aberto, outro com uma tela de proteção impedindo a entrada de moscas. Ele então observou que os vermes só surgiram no pote que estava aberto, onde as moscas entraram e botaram seus ovos. Em suas "Experiências sobre a geração de insetos", Redi disse:

"A evolução do indivíduo deve reproduzir a da espécie." Ernst Haeckel Procurou do mesmo modo explicar transformações ocorridas durante o desenvolvimento mental do indivíduo pelo desenvolvimento intelectual da espécie.

Voltando ao ponto de vista da hereditariedade física, Thomas Henry Huxley foi um dos grandes partidários da teoria biogênica, juntamente com Francesco Redi e Oscar Hertwig, que afirmou não ser determinado e espontâneo o desenvolvimento das células, mas que, pelo contrário, cada célula se desenvolve segundo o lugar que passa a ocupar no organismo e de acordo com as influências exercidas pelas outras células, assim como pelos agentes externos.

Teoria de Oparin 

 Teoria de Oparin é uma de várias teorias (por exemplo, a Teoria Cosmogónica) tentando responder à pergunta Se um ser é gerado de um ser precedente, como surgiu o primeiro ser?, depois da teoria de geração espontânea ter sido derrubada por Louis Pasteur em 1864. É a mais aceita pelos astrônomos. Diz que a vida na Terra surgiu há cerca de 3,5 bilhões de anos, surgindo o primeiro ser vivo a partir da combinação de elementos químicos presentes na Terra primitiva.

Por volta de 1930, um cientista russo chamado Aleksandr Oparin formulou uma nova hipótese para explicar a origem da vida. 

Isso culminou com seu livro A Origem da Vida.

Oparin possuía conhecimentos em astronomia, geologia, biologia e bioquímica e os empregou para a solução deste problema.

Por seus estudos de astronomia, Oparin sabia que na atmosfera do Sol, de Júpiter e de outros corpos celestes, existem gases como o metano, o hidrogênio e a amônia. Esses gases são ingredientes que oferecem carbono, hidrogênio e nitrogênio. Para completar estava faltando o oxigênio, então pensou na água.

Para Oparin explicar como poderia haver água no ambiente ardente da Terra primitiva, ele usou seus conhecimentos de geologia. Os 30 km de espessura média da crosta terrestre constituídos de rocha magmática deixam sem sombra de dúvidas a intensa atividade vulcânica que houve na Terra. É sabido que atualmente são expelidos cerca de 10% de vapor de água junto com o magma, e provavelmente também ocorria desta forma antigamente.
A persistência da atividade vulcânica por milhões de anos teria provocado a saturação de umidade da atmosfera. Nesse caso a água não mais se mantinha como vapor.

Oparin imaginou que a alta temperatura do planeta, a atuação dos raios ultra-violeta e a ocorrência de descargas elétricas na atmosfera (relâmpagos) pudessem ter provocado reações químicas entre os elementos anteriormente citados, essas reações daria origem a aminoácidos.

Começavam então a cair as primeiras chuvas sobre o solo, e estas arrastavam moléculas de aminoácidos que ficavam sobre o solo. Com a alta temperatura do ambiente, a água logo evaporava e retornava à atmosfera onde novamente era precipitada e novamente evaporava e assim por diante.

Oparin concluiu que aminoácidos que eram depositados pelas chuvas não retornavam à atmosfera com o vapor de água e assim permaneciam sobre as rochas quentes. Presumiu também que as moléculas de aminoácidos, sob o estímulo do calor, pudessem combinar-se por ligações peptídicas. Assim surgiriam moléculas maiores de substâncias albuminóides. Seriam então as primeiras proteínas a existir.

A insistência das chuvas por milhares ou milhões de anos acabou levando ao aparecimento dos primeiros mares da Terra. E para estes mares foram arrastadas, com as chuvas, as proteínas e aminoácidos que permaneciam sobre as rochas. Durante um tempo incalculável, as proteínas acumularam-se nos mares de águas mornas do planeta. As moléculas se combinavam e partiam-se e novamente voltavam a combinar-se em nova disposição. E dessa maneira, as proteínas multiplicavam-se quantitativa e qualitativamente.
Dissolvidas em água, as proteínas formaram colóides. A interpenetração dos colóides levou ao aparecimento dos coacervados.

É possível que nessa época já existissem proteínas complexas com capacidade catalisadora, como enzimas ou fermentos, que facilitam certas reações químicas, e isso acelerava bastante o processo de síntese de novas substâncias.

Quando já havia moléculas de nucleoproteínas, cuja atividade na manifestação de caracteres hereditários é bastante conhecida, os coacervados passaram a envolvê-las. Apareciam microscópicas gotas de coacervados envolvendo nucleoproteínas. Naquele momento faltava apenas que as moléculas de proteínas e de lipídios se organizassem na periferia de cada gotícula, formando uma membrana lipoprotéica.

Estavam formadas então as formas de vida mais rudimentares.

Ver também

A receita da vida

Experimento da "sopa" criadora dos primeiros seres vivos chega aos 50 anos cercado de controvérsias

Rafael Garcia



Foto: Arquivo Ed.Globo
Montagem:Daniel das Neves

























Quando o estudante de química Stanley Miller e seu professor Harold Urey conseguiram fabricar em laboratório algumas moléculas simples usadas por seres vivos, a criação de uma teoria consistente para explicar a origem da vida parecia não estar longe. Mas não foi o que aconteceu.

O experimento que mudou a maneira de os cientistas pensarem sobre a origem da vida na Terra completa no dia 15 de maio seu 50º aniversário de publicação, mas o clima da festa parece ser diferente daquele vivido em 1953.

Após meio século de pesquisas, cientistas já se deram conta de que o primeiro ser vivo - o micróbio "Adão" ancestral de todas as formas de vida que já passaram sobre a Terra - devia ter uma bioquímica bem diferente de qualquer organismo conhecido hoje. Quando Miller bolou o experimento há 50 anos, sua intenção era testar uma teoria do russo Alexander Oparin.

Ele supôs que há 4 bilhões de anos, quando teria surgido a vida, a atmosfera da Terra não tinha oxigênio. 

As moléculas que formaram o primeiro micróbio teriam surgido pela ação de relâmpagos em uma mistura gasosa de amônia, metano e hidrogênio, sobre um caldeirão oceânico emanando vapor de água. 

O cenário exótico ganhou o apelido de "sopa primordial".
Reproduzindo essa mistura em laboratório, Miller surpreendeu a comunidade científica ao revelar que tinha conseguido produzir alguns tipos de aminoácidos, os "tijolos" moleculares que compõem as proteínas dos seres vivos

Após alguns anos, geólogos mostraram ser improvável a Terra ter abrigado essa atmosfera exótica. Mas o trabalho de Miller continua motivando pesquisas sobre a origem da vida, um dos enigmas mais desafiadores da ciência. 


Primeiro ser vivo sumiu sem deixar pistas materiais

Em 1953, ao mesmo tempo em que um estudo de Urey e Miller sobre o experimento era examinado para publicação na revista britânica "Nature", passava pelas mãos dos editores o manuscrito de Francis Crick e James Watson sobre a estrutura do DNA, a molécula que guarda informação para o desenvolvimento de todos os seres vivos. 

A partir daquele ano, os cientistas teriam à mão a lista dos cinco tipos de ingredientes moleculares para fazer um ser vivo: aminoácidos (compõem as proteínas), açúcares, fosfatos e bases nitrogenadas (compõem o DNA). 

O problema é que, mesmo que jogássemos essas moléculas em uma sopa, seria impossível o movimento aleatório ter formado de uma hora para outra uma estrutura tão complexa quanto um ser vivo. A natureza teve que seguir uma receita em muitos passos, e os cientistas ainda tentam saber quais foram.

"O estudo da origem da vida difere marcadamente de outros problemas científicos porque tem como meta a reconstrução de um passado remoto do qual conhecemos muito pouco", 

diz José Fernando Fontanari, professor do Instituto de Física de São Carlos (USP). Ele se dedica, com seu grupo de pesquisas, a resolver alguns dos quebra-cabeças que impedem a formação de uma teoria consistente e abrangente para a origem da vida. 

Essa meta, por enquanto, é um desafio, pois há diversas teorias restritas apenas a partes do problema, e muitas não se encaixam umas nas outras. Fontanari, que tem vários estudos sobre o assunto publicados na revista "Physical Review Letters", compara seu trabalho com o de um detetive encarregado de resolver um crime sem vestígios materiais. "O melhor que se pode fazer é propor cenários que poderiam ter ocorrido", diz.

A maior das dificuldades para esses cientistas talvez seja a total ausência de fósseis dos primeiros seres a habitar a Terra. Mesmo os registros de vida mais antigos que se conhece parecem ser de micróbios bastante desenvolvidos. 

Já foram encontrados fósseis de estromatólitos (um tipo de colônia de micróbios) com 3,5 bilhões de anos de idade. Mas os seres unicelulares que os formaram provavelmente já eram bastante parecidos com bactérias de hoje em dia. Fósseis microbianos, aliás, são um assunto bastante controvertido. 

Alguns pesquisadores acham que o sinal mais antigo da vida não possui mais de 2,7 bilhões de anos.
Sem ter fósseis à mão, cientistas tentam agora achar alguma pista sobre a origem da estrutura bioquímica dos seres vivos. 

O problema é que as duas peças-chave da vida de hoje em dia - o DNA e as proteínas - provavelmente não estavam presentes nos seres vivos que surgiram há cerca de 4 bilhões de anos.


Requentando a sopa



Apesar de os dados do experimento de Urey-Miller serem bastante questionáveis hoje, muitos estudiosos que pesquisam a origem da vida o consideram o marco mais importante da área.

Até 1953, ainda era disseminada entre cientistas a crença de que a vida seria produto de alguma lei misteriosa da natureza, e não poderia ser explicada pela química convencional. "Mas Miller mostrou que a origem da vida era um assunto que podia ser investigado cientificamente", diz o químico Leslie Orgel, do Instituto Salk, da Califórnia, um dos mais influentes hoje nesse campo de estudo.

Os aminoácidos obtidos por Urey e Miller não eram de todos 20 tipos existentes, e até hoje nenhuma mistura de gases em testes do estilo "sopa primordial" foi capaz de produzir sozinha todas as variedades. 

O ambiente usado no teste de Miller era inspirado na atmosfera de planetas gigantes, como Júpiter, que tem uma composição não-oxidante, diferentemente da Terra primitiva. 

"É bem possível que alguns aminoácidos tenham vindo de outros planetas. Eles podem ter aparecido lá pelo mecanismo proposto por Miller",

diz Orgel. Não por acaso, já se achou aminoácido em meteoritos.

Nem ovo, nem galinha
O DNA é hoje o guardião de toda a informação genética das espécies e é nele que ficam as "instruções" usadas pelo organismo para fazer proteínas - as moléculas que de fato "trabalham" para manter uma célula viva. O problema é que, para poder se reproduzir e deixar "descendentes", o DNA precisa de uma proteína, chamada polimerase. Se perguntarmos quem surgiu primeiro, caímos num paradoxo do tipo ovo-galinha: um depende do outro.

DNA e proteínas compõem a maquinaria celular de qualquer ser vivo conhecido, seja ele um humano, uma ameba ou uma bactéria. Temos essa semelhança com micróbios porque tivemos um ancestral em comum - um ser unicelular também baseado em DNA e proteínas. 

Acontece que esse micróbio não foi o primeiro a habitar a Terra, e não temos como deduzir de cara o que veio antes dele. Mesmo que já tivéssemos mapeado o genoma de todos os seres vivos de hoje, o máximo que poderíamos fazer seria mostrar como era o último ancestral comum. 

O primeiro ser vivo, ancestral desse ancestral comum, continuaria sendo um mistério.

A principal solução que cientistas propõem para explicar a origem do sistema interdependente de DNA e proteínas está em uma outra molécula, o RNA (sigla de ácido ribonucléico, em inglês). O RNA é hoje uma espécie de intermediário entre o DNA e a síntese de proteínas, mas os cientistas acreditam que nem sempre ele teve esse papel secundário.
O RNA tem uma estrutura linear de polímero (molécula em corrente) semelhante ao DNA, por isso também é capaz de guardar informação genética. Na verdade ele é quem "lê" a informação do DNA e a transporta para sintetizar proteínas. Além disso, ele é capaz de atuar como alguns tipos de enzimas, proteínas que controlam reações químicas da célula.

Essa versatilidade do RNA levou o bioquímico Leslie Orgel, do Instituto Salk, na Califórnia, a criar uma solução teórica tida até hoje como a mais plausível. Sua idéia, lançada no fim da década de 60, era a seguinte: caso uma enzima de RNA fosse capaz de se auto-replicar, poderia ao mesmo tempo guardar informação genética e sustentar o metabolismo de um ser vivo - tudo isso sem precisar do DNA e da polimerase.

Orgel previa a existência de um mundo de micróbios de RNA, que só foram desbancados pela seleção natural após surgir o primeiro ser vivo com DNA, molécula muito mais eficaz na tarefa de guardar informação genética e impulsionar a evolução.
 
Como foi o experimento

Uma cavidade com água fervente simulava o oceano primitivo. O vapor reagia com outros gases em meio a descargas elétricas, simulando trovões. O produto da reação era resfriado, e após alguns dias as amostras eram recolhidas para análise.
Daniel das Neves

1- Água
2- Vapor
3- Descargas elétricas
4- Amônia (NH3)
Metano (CH4)
Hidrogênio (H2)
5-Resfriamento por água corrente
6- Aminoácidos foram achados na amostra

"A grande conquista dos últimos 50 anos para nosso campo de pesquisa é o consenso geral em torno da proposta do mundo de RNA", disse Orgel a GALILEU.

E isso pode ser considerado meio caminho andado, porque obter consenso nessa área de pesquisa não é fácil. Basta ver o desacordo sobre as teorias para explicar o mundo pré-RNA.

Há discussão para saber se a vida surgiu em água fria ou quente, doce ou salgada etc. "Muitos campos da ciência caminham para um período em que há muita especulação antes que haja tecnologia disponível para responder à questão", diz.

Para Orgel, cedo ou tarde a ciência será capaz de descartar teorias e ficar com apenas umas poucas. "Não sei quanto pode demorar, mas deve ser algo entre 5 e 50 anos."
Outro ponto mais ou menos consensual nas teorias sobre a vida primitiva é o fato de que o RNA não foi a primeira molécula auto-replicante a surgir.

A ribose, o açúcar que forma a base do RNA, tem estrutura frágil demais para ter surgido em concentrações grandes o suficiente para dar início à vida. O RNA seria a evolução de uma outra molécula mais simples, só que não tão eficiente. "Aí entramos em território desconhecido, pois ninguém sabe ainda qual era", diz Orgel. Pode ter existido mais de uma molécula replicadora antes do RNA.

Resta aos cientistas tentar elaborar hipóteses plausíveis, bolando moléculas com características adequadas para encaixar no quebra-cabeça. Uma dessas criações de laboratório foi objeto do estudo mais recente de Stanley Miller, na Universidade da Califórnia em San Diego. 

Ele realizou em 1999 um experimento semelhante ao de 1953 (mas com ingredientes diferentes) gerando uma molécula batizada de "PNA" (sigla de ácido nucléico peptídico, em inglês). 

Outra molécula candidata a precursora do RNA também foi criada artificialmente na Califórnia, pelo Instituto Scripps. Ela se encaixa no RNA, mas é bem mais estável.
Essas invenções bioquímicas ajudam os cientistas a ter uma idéia melhor de o que pode ter acontecido, mas não são capazes de traçar o caminho de volta da evolução na Terra primitiva.

"Não acho que chegaremos à teoria de que uma única molécula originou a vida", diz Orgel. "Teremos à mão uma família de moléculas em potencial."

"Pizza primordial"
Salk Institute/divulgação   
Otimista
Leslie Orgel vê futuro promissor para pesquisas sobre origem da vida
A origem das moléculas replicadoras não é a única etapa desconhecida sobre a origem da vida.

No ano passado, Fontanari publicou um trabalho teórico sobre problemas na origem da síntese protéica: uma molécula "viva" que saísse fabricando proteínas a esmo não tiraria proveito de sua habilidade se fosse incapaz de manter-se perto do seu produto. 

A resposta para isso é que a vida provavelmente originou-se numa superfície mineral, talvez dentro de pequenas fendas, e não "solta" na sopa primordial. "Já se fala na noção de uma 'pizza primordial' em lugar da sopa", diz Fontanari.

A origem da vida em uma superfície mineral é uma idéia que tem conquistado cada vez mais adeptos, com o acúmulo de evidências em seu favor. Na Terra primitiva, alguns minerais podem ter sido ótimos catalisadores para a replicação de moléculas ainda incapazes de atuar como suas próprias enzimas. 

Entre os locais onde poderia residir essa "pizza mineral" estão as fontes hidrotermais submersas no oceano, aquecidas por atividade vulcânica. Um dos pesquisadores que trabalha com essa hipótese é o britânico Michael Russell, da Universidade de Glasgow, na Escócia.

Seu estudo mais recente, publicado em dezembro último, diz que o berço da vida seria a estrutura porosa de pequenas cavidades em minerais de sulfito de ferro, presente nessas fontes.

"Sulfito de ferro é um material bem macio", diz Russell. Essas microcavidades teriam sido as primeiras células, e dentro delas teriam surgido as condições favoráveis para a vida se originar. 

A membrana celular, a "bolsa" que envolve as células de hoje, teria surgido a partir daí. "Nós achamos que o aspecto mais importante da vida é a membrana e que ela foi a primeira coisa a surgir", afirma. Russell diz que sua teoria deve ser submetida a testes experimentais, algo que ainda pode demorar.

"Origem da vida é um problema complicadíssimo, com muito poucos cientistas trabalhando nele, e pouca verba", diz. "Acho que dentro de uns 20 anos vamos ver experimentos importantes." A previsão até que pode ser encarada com algum otimismo. Não seria nada mal levar menos de um século para contar uma história de 4 bilhões de anos.

A VIDA COMO ELA ERA

Os ingredientes dos seres vivos antes de surgir o DNA
TIJOLOS ORGÂNICOS

Antes do primeiro ser vivo aparecer, era necessário que estivessem à sua disposição as moléculas orgânicas relativamente simples, como aminoácidos, açúcares e bases nitrogenadas, que juntas formam as moléculas mais complexas dos seres vivos.

Acredita-se que a maioria desses ingredientes tenha se formado em reações químicas na Terra primitiva, mas algumas podem ter chegado ao planeta em meteoritos ou cometas



MOLÉCULAS AUTO-REPLICADORAS


A condição básica para a origem da vida é o surgimento de um polímero (molécula linear formada por várias moléculas-bases encadeadas) capaz de se auto-copiar sem a ajuda de outras moléculas. Já se mostrou que o RNA (ácido ribonucléico) seria capaz de fazer isso, mas provavelmente ele foi precedido por uma molécula (ou moléculas) mais simples, um proto-RNA



PAREDE CELULAR
Outro elemento fundamental da vida terrestre é a membrana celular, que nos organismos de hoje protege o material genético de degradação e cria um limite físico para o ser vivo. Alguns pesquisadores acham que ela pode ter surgido antes da primeira molécula replicadora

RNA

O RNA provavelmente foi a primeira das moléculas genéticas conhecidas a surgir, pois seria capaz de fazer sozinho aquilo que os seres vivos de hoje só conseguem fazer com ajuda das proteínas. Moléculas de RNA atuariam como catalizadoras - promotoras de reações químicas -, sendo capazes de copiar a si próprias

PROTEÍNAS
Uma grande conquista das moléculas replicadoras foi a habilidade de fazer proteínas colando aminoácidos. Proteínas são catalisadoras muito melhores e mais especializadas do que moléculas de RNA.

Alguns estudiosos acreditam
que mesmo antes do RNA catalítico, o código genético já era capaz de produzir algumas proteínas simples

DNA

Quando a vida ainda era unicelular, mas já tinha se tornado um bocado complexa, o DNA tomou o lugar do RNA como guardião da informação genética, pois era uma molécula muito mais resistente à degradação.


O RNA passou então a exercer um papel de intermediário entre o DNA e os aminoácidos, na produção das proteínas.

Hoje o material genético é incapaz de se replicar sem a ajuda de proteínas

Ilustrações: Daniel das Neves
Para navegar: Origin of Life Project
Para ler:
  • "O Quinto Milagre", Paul Davies. Companhia das Letras. SP. 1998
  • "Biologia Molecular e Evolução", Sérgio Matioli (org.). Holos Editora. SP. 2001

Fonte:
Wikpédia
http://pt.wikipedia.org/wiki/Vida
http://revistagalileu.globo.com/Galileu/0,6993,ECT530051-1948-3,00.html
Sejam felizes todos os seres. Vivam em paz todos os seres.
Sejam abençoados todos os seres.

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