A origem da vida na Terra ainda é um grande mistério. Os pesquisadores não sabem dizer como ocorreu seu surgimento a partir de conjuntos de produtos químicos inanimados. Isso porque é difícil saber quais produtos existiam há mais de três bilhões de anos – mas podemos estudar as biomoléculas que temos hoje para descobrirmos mais sobre o assunto.
Máquinas moleculares presentes nas células, misturadas com produtos químicos gordurosos, formam uma versão primitiva de membrana celulares – o estudo dessas máquinas, por exemplo, pode ser uma descoberta fantástica que irá explicar como a vida se formou na Terra e como pode se formar em outros planetas.
Em 1987, o Prêmio Nobel de Química foi dado a Donald J. Cram, que demonstrou como moléculas complexas podem executar funções muito precisas. Um dos comportamentos destas moléculas é chamado de auto-organização, pois vários produtos químicos diferentes se juntam graças às muitas forças que atuam sobre eles, formando assim uma máquina molecular que permite a execução de tarefas complexas.
Pasquale Stano e seus colegas da Universidade de Roma (Itália) estavam interessados em utilizar este conhecimento para investigar as origens da vida. Para tornar as coisas simples, eles escolheram um conjunto que produz proteínas. Este conjunto é constituído de 83 diferentes moléculas de DNA, programadas para a produção de uma proteína fluorescente verde, que pode ser observada com um microscópio confocal.
Este conjunto só produz proteínas quando as moléculas estão próximas o suficiente a ponto de reagir uma com a outra. Porém, quando o conjunto é diluído com água, elas não podem mais reagir. É este um dos motivos para o interior das células ser cheio.
Tentando recriar esta aglomeração molecular para entender a origem da vida, Stano adicionou um produto químico chamado POPC à solução diluída. Moléculas gordurosas, tais como a POPC, não se misturam com água, e quando colocadas no líquido, formam automaticamente os chamados lipossomas, que possuem uma estrutura parecida à das membranas de células vivas, por isso são bastante utilizados para o estudo da evolução das células.
Com o estudo, Stano relatou que cinco em cada mil lipossomas tinham todas as 83 moléculas necessárias para a produção da proteína. Estes lipossomas produziram uma grande quantidade da proteína GFP e brilharam verde sob um microscópio.
Cálculos computacionais revelam que, mesmo por acaso, cinco lipossomas em mil não poderiam ter juntado todas as 83 moléculas do conjunto – a probabilidade calculada é essencialmente zero, o que significa que algo bastante singular está acontecendo.
Stano e os outros pesquisadores da sua equipe ainda não entenderam por que isso aconteceu. Pode ainda ser um processo aleatório que um modelo estatístico possa explicar. É possível que estas moléculas particulares estejam adequadas para este tipo de automontagem por já estarem altamente evoluídas.
Um próximo passo importante é descobrir se moléculas semelhantes, mas menos complexas, são capazes de repetir o mesmo efeito.
Independentemente das limitações, o experimento de Stano demonstrou pela primeira vez que a automontagem em células simples pode ser um processo físico inevitável. Descobrir exatamente como isso acontece significa dar um grande passo para a compreensão de como a vida no planeta Terra se formou.
Máquinas moleculares presentes nas células, misturadas com produtos químicos gordurosos, formam uma versão primitiva de membrana celulares – o estudo dessas máquinas, por exemplo, pode ser uma descoberta fantástica que irá explicar como a vida se formou na Terra e como pode se formar em outros planetas.
Em 1987, o Prêmio Nobel de Química foi dado a Donald J. Cram, que demonstrou como moléculas complexas podem executar funções muito precisas. Um dos comportamentos destas moléculas é chamado de auto-organização, pois vários produtos químicos diferentes se juntam graças às muitas forças que atuam sobre eles, formando assim uma máquina molecular que permite a execução de tarefas complexas.
Pasquale Stano e seus colegas da Universidade de Roma (Itália) estavam interessados em utilizar este conhecimento para investigar as origens da vida. Para tornar as coisas simples, eles escolheram um conjunto que produz proteínas. Este conjunto é constituído de 83 diferentes moléculas de DNA, programadas para a produção de uma proteína fluorescente verde, que pode ser observada com um microscópio confocal.
Este conjunto só produz proteínas quando as moléculas estão próximas o suficiente a ponto de reagir uma com a outra. Porém, quando o conjunto é diluído com água, elas não podem mais reagir. É este um dos motivos para o interior das células ser cheio.
Tentando recriar esta aglomeração molecular para entender a origem da vida, Stano adicionou um produto químico chamado POPC à solução diluída. Moléculas gordurosas, tais como a POPC, não se misturam com água, e quando colocadas no líquido, formam automaticamente os chamados lipossomas, que possuem uma estrutura parecida à das membranas de células vivas, por isso são bastante utilizados para o estudo da evolução das células.
Com o estudo, Stano relatou que cinco em cada mil lipossomas tinham todas as 83 moléculas necessárias para a produção da proteína. Estes lipossomas produziram uma grande quantidade da proteína GFP e brilharam verde sob um microscópio.
Cálculos computacionais revelam que, mesmo por acaso, cinco lipossomas em mil não poderiam ter juntado todas as 83 moléculas do conjunto – a probabilidade calculada é essencialmente zero, o que significa que algo bastante singular está acontecendo.
Stano e os outros pesquisadores da sua equipe ainda não entenderam por que isso aconteceu. Pode ainda ser um processo aleatório que um modelo estatístico possa explicar. É possível que estas moléculas particulares estejam adequadas para este tipo de automontagem por já estarem altamente evoluídas.
Um próximo passo importante é descobrir se moléculas semelhantes, mas menos complexas, são capazes de repetir o mesmo efeito.
Independentemente das limitações, o experimento de Stano demonstrou pela primeira vez que a automontagem em células simples pode ser um processo físico inevitável. Descobrir exatamente como isso acontece significa dar um grande passo para a compreensão de como a vida no planeta Terra se formou.
Fonte: http://io9.com/
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