Em um esforço para traçar um caminho desde a química orgânica não evolutiva até as primeiras células realmente vivas, os cientistas da Harvard Medical School, em Massachusetts, propuseram que os primeiros blocos de construção continham ácidos nucleicos pouco conhecidos que não fazem parte de nenhum genoma moderno.
A questão de como evoluímos as bibliotecas genômicas codificadas no DNA que são gerenciadas por enzimas proteicas e transcritas em notas de RNA de curta duração é fundamental para entender como a vida surgiu na Terra.
Os blocos de construção desses dois produtos químicos onipresentes poderiam facilmente estar presentes em condições hostis em nosso planeta recém-nascido.
Mas com base no que sabemos da química que deu origem aos conhecidos ácidos nucleicos RNA e DNA, há muito espaço para a possibilidade de que outras variações também possam ter se formado na mistura.
Para entender como essa mistura pode ter se comportado, os pesquisadores produziram receitas de nucleotídeos baseadas em misturas híbridas não apenas dos ácidos ribonucleico familiar (RNA) e desoxirribonucleico (DNA), mas uma pitada de algo chamado ácido arabinonucleico, ou ANA.
A diferença entre os três ácidos nucleicos diferentes é tão sutil quanto um oxigênio ausente ou um grupo hidroxila invertido no açúcar que forma o núcleo da molécula.
Por menores que sejam esses contrastes, eles podem fazer toda a diferença no que diz respeito à estabilidade dos polímeros que cada um deles forma sob várias condições. Diferentes tipos de ácidos nucléicos também podem se misturar para formar códigos híbridos, alguns dos quais são mais propensos a se separar do que outros.
Os pesquisadores descobriram que quando se tratava de auto-replicação, as seqüências de RNA puro fizeram um trabalho muito melhor do que outras formas de ácido nucleico puro, superando-as em termos não apenas de velocidade, mas também de precisão e eficiência.
Surpreendentemente, ao ter certas combinações de híbridos DNA / ANA no ambiente, o RNA fez um trabalho ainda melhor na replicação, uma descoberta que aborda uma crítica de longa data do que é chamado de Hipótese Mundial do RNA.
Na década de 1960, os biólogos Carl Woese, Francis Crick e Leslie Orgel apontaram que o RNA tinha talento para realizar dois trabalhos em um. Ainda hoje, é visto atuando como um meio de codificar e executar tarefas físicas em uma célula.
Isso significava que o RNA poderia servir como um prólogo conveniente para a vida, formando a base de um “mundo de RNA” de sequências concorrentes de ácidos nucleicos, desempenhando o papel de guia de instruções e fotocopiadora.
Infelizmente, ‘conveniente’ é a palavra-chave aqui. Como o RNA tornou-se rei quando cercado de pessoas que poderiam desorganizar suas máquinas?
“Anos atrás, a idéia ingênua de que poços de ribonucleotídeos puros concentrados poderiam estar presentes na Terra primitiva foi ridicularizada por Leslie Orgel como” o Sonho do Biólogo Molecular “”, diz o biólogo químico de Harvard e laureado com o Prêmio Nobel Jack Szostak.
“Mas como o RNA homogêneo relativamente moderno poderia emergir de uma mistura heterogênea de diferentes materiais de partida era desconhecido”.
Há vários anos, Szostak e sua equipe encontraram evidências de que seqüências híbridas de RNA e DNA poderiam ajudar a explicar por que o DNA acabou dominando nosso genoma, apesar dos talentos duplos do RNA.
Esta pesquisa mais recente complementa a descoberta, mostrando novamente que não precisamos explicar como o RNA ou o DNA surgiram separadamente em seus próprios bolsos úmidos de química.
“Nenhum conjunto primordial de blocos de construção puros era necessário”, diz Szostak.
Além do mais, ter outros tipos de ácido nucleico por perto – incluindo aqueles que não estão mais sendo empregados por máquinas vivas – poderia realmente ajudar a dominar as cadeias de RNA puro, permitindo-lhes assumir as tarefas mais básicas da biologia e representar uma forma primitiva de vida.
“A química intrínseca do RNA que copia a química resultaria, com o tempo, na síntese de bits cada vez mais homogêneos de RNA”, diz Szostak.
Trabalhos futuros poderiam mostrar como outros ácidos nucleicos interagiam com a bioquímica crescente, preenchendo detalhes em potencial sobre as origens da vida como uma quimera de DNA, RNA, ANA e possivelmente até outras variantes que atualmente podemos apenas imaginar em laboratório.
Embora possamos apenas especular sobre como a vida surgiu na Terra há vários bilhões de anos, encontrar evidências de nossas origens pode nos ajudar a entender como a vida pode surgir em outras partes do cosmos, sem mencionar como podemos criar alternativas sintéticas à biologia aqui. no nosso planeta natal.
Nesse ritmo, podemos precisar considerar a Hipótese Mundial do RNA como NA.
Publicado em 30/01/2020
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Estudo original (base científica):
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