Pesquisadores da Universidade Friedrich Schiller Jena e do Instituto Max Planck de Astronomia descobriram uma nova pista na busca pela origem da vida, mostrando que os peptídeos podem se formar na poeira sob condições como as que prevalecem no espaço sideral. Essas moléculas, que são um dos blocos de construção básicos de toda a vida, podem, portanto, não ter se originado em nosso planeta, mas possivelmente em nuvens moleculares cósmicas.
Cadeias de aminoácidos
Toda a vida como a conhecemos consiste nos mesmos blocos de construção químicos. Estes incluem peptídeos, que desempenham várias funções completamente diferentes no corpo ? transportando substâncias, acelerando reações ou formando estruturas estabilizadoras nas células. Os peptídeos consistem em aminoácidos individuais dispostos em uma ordem específica. A ordem exata determina as propriedades eventuais de um peptídeo.
Como essas biomoléculas versáteis surgiram é uma das questões sobre a origem da vida. Aminoácidos, nucleobases e vários açúcares encontrados em meteoróides, por exemplo, mostram que essa origem pode ser de natureza extraterrestre. No entanto, para que um peptídeo seja formado a partir de moléculas de aminoácidos individuais, são necessárias condições muito especiais que anteriormente eram consideradas mais prováveis de existir na Terra.
A primeira etapa requer água, enquanto para a segunda etapa, não deve haver água
“A água desempenha um papel importante na forma convencional em que os peptídeos são criados”, diz o Dr. Serge Krasnokutski do Laboratório de Astrofísica e Grupo de Física de Cluster do Instituto Max Planck de Astronomia da Universidade de Jena. Nesse processo, aminoácidos individuais se combinam para formar uma cadeia. Para que isso aconteça, uma molécula de água deve ser removida de cada vez. “Nossos cálculos de química quântica mostraram agora que o aminoácido glicina pode ser formado através de um precursor químico – chamado amino ceteno – combinando-se com uma molécula de água. Simplificando: neste caso, a água deve ser adicionada para a primeira etapa da reação e a água deve ser removida para o segundo.”
Com esse conhecimento, a equipe liderada pelo físico Krasnokutski agora conseguiu demonstrar uma via de reação que pode ocorrer em condições cósmicas e não requer água.
“Em vez de fazer o desvio químico em que os aminoácidos são formados, queríamos descobrir se as moléculas de amino ceteno não poderiam ser formadas e se combinar diretamente para formar peptídeos”, diz Krasnokutski, descrevendo a ideia básica por trás do trabalho. Ele acrescenta: “E fizemos isso nas condições que prevalecem nas nuvens moleculares cósmicas, ou seja, em partículas de poeira no vácuo, onde os produtos químicos correspondentes estão presentes em abundância: carbono, amônia e monóxido de carbono”.
Em uma câmara de ultra-alto vácuo, substratos que servem de modelo para a superfície de partículas de poeira foram reunidos com carbono, amônia e monóxido de carbono a cerca de um quadrilionésimo da pressão normal do ar e menos 263 graus Celsius.
“As investigações mostraram que, nessas condições, o peptídeo poliglicina foi formado a partir de produtos químicos simples”, diz Krasnokutski. “Estas são, portanto, cadeias do aminoácido glicina muito simples, e observamos diferentes comprimentos. Os espécimes mais longos consistiam em onze unidades do aminoácido.”
Neste experimento, a equipe alemã também foi capaz de detectar o suspeito amino ceteno. “O fato de a reação poder ocorrer em temperaturas tão baixas se deve ao fato de as moléculas de aminoceteno serem extremamente reativas. Elas se combinam em uma polimerização efetiva. O produto disso é a poliglicina.”
O efeito de tunelamento mecânico quântico pode desempenhar um papel
“No entanto, foi surpreendente para nós que a polimerização do amino ceteno pudesse acontecer tão facilmente em tais condições”, diz Krasnokutski. “Isso ocorre porque uma barreira de energia realmente precisa ser superada para que isso aconteça. No entanto, pode ser que sejamos ajudados nisso por um efeito especial da mecânica quântica. Nesta etapa especial da reação, um átomo de hidrogênio muda de lugar. , é tão pequeno que, como partícula quântica, não conseguiu superar a barreira, mas simplesmente conseguiu atravessá-la, por assim dizer, através do efeito de tunelamento.”
Agora que está claro que não apenas aminoácidos, mas também cadeias peptídicas podem ser criadas sob condições cósmicas, talvez tenhamos que olhar não apenas para a Terra, mas também mais para o espaço ao pesquisar a origem da vida.
Publicado em 21/05/2022 08h59
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