{"id":6247,"date":"2018-08-08T04:00:46","date_gmt":"2018-08-08T04:00:46","guid":{"rendered":"http:\/\/amigosdoweizmann.org.br\/stage\/?p=6247"},"modified":"2018-08-08T04:09:43","modified_gmt":"2018-08-08T04:09:43","slug":"science-tips-98-um-modelo-centenario-da-origem-da-vida-obtem-evidencias-consideraveis","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/amigosdoweizmann.org.br\/stage\/science-tips-98-um-modelo-centenario-da-origem-da-vida-obtem-evidencias-consideraveis\/","title":{"rendered":"Science Tips 98 – Um modelo centen\u00e1rio da origem da vida obt\u00e9m evid\u00eancias consider\u00e1veis"},"content":{"rendered":"

Um modelo centen\u00e1rio da origem da vida obt\u00e9m evid\u00eancias consider\u00e1veis<\/strong><\/h3>\n

Em 1924, o bioqu\u00edmico russo Alexander Oparin declarou que a vida na Terra se desenvolveu atrav\u00e9s de mudan\u00e7as qu\u00edmicas graduais de mol\u00e9culas org\u00e2nicas na \u201csopa primordial\u201d, que provavelmente existiu na Terra h\u00e1 4 bilh\u00f5es de anos. Na perspectiva dele, a combina\u00e7\u00e3o complexa de mol\u00e9culas sem vida, conjugando for\u00e7as em pequenas got\u00edculas oleosas, podia assumir capacidades de vida autorreprodu\u00e7\u00e3o, sele\u00e7\u00e3o e evolu\u00e7\u00e3o. Essas ideias foram recebidas com d\u00favidas significativas que permanecem at\u00e9 hoje.<\/p>\n

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Uma \u201ccaminhada\u201d em espa\u00e7o de composi\u00e7\u00e3o de um conjunto molecular do mundo de lip\u00eddios, exibida em tr\u00eas dimens\u00f5es simplificadas. Um ponto na linha significa uma composi\u00e7\u00e3o espec\u00edfica ao longo do eixo do tempo, de acordo com o qual as tr\u00eas coordenadas s\u00e3o quantidades de tr\u00eas diferentes tipos de mol\u00e9culas. Um compossoma (fundo rosa) \u00e9 um intervalo de tempo em que a composi\u00e7\u00e3o permanece quase inal- terada, o que significa reprodu\u00e7\u00e3o composicional.<\/p><\/div>\n

Trinta anos depois, quando a estrutura do DNA foi decifrada, percebeu-se que essa mol\u00e9cula \u00e9 capaz de realizar a autorreprodu\u00e7\u00e3o, aparentemente solucionando o enigma da origem da vida sem recurso \u00e0s got\u00edculas de Oparin. Mas os cr\u00edticos argumentaram que a vida exige n\u00e3o apenas replicadores, como tamb\u00e9m catalisadores enzim\u00e1ticos para controlar o metabolismo. Decorreram mais 30 anos antes da descoberta de que o RNA, o principal componente na transfer\u00eancia de informa\u00e7\u00e3o do DNA para prote\u00ednas, tamb\u00e9m pode ser uma enzima. Foi assim que nasceu o conceito de \u201cMundo de RNA\u201d, de acordo com o qual a vida come\u00e7ou quando a sopa primordial originou uma ribozima, que pode simultaneamente se reproduzir e controlar o metabolismo.<\/p>\n

Apesar disso, as d\u00favidas permaneceram, pois um ribossomo com capacidade de reprodu\u00e7\u00e3o \u00e9 uma mol\u00e9cula altamente complexa, com \u00ednfima probabilidade de apari\u00e7\u00e3o espont\u00e2nea na sopa. Isso conduziu\u2028a um conceito alternativo – redes mutuamente catalisadoras, capazes de copiar conjuntos moleculares completos. Essa ideia reflete a combina\u00e7\u00e3o complexa em evolu\u00e7\u00e3o de mol\u00e9culas simples de Oparin, cada uma com alta probabilidade de surgir na sopa. Faltava gerar um modelo qu\u00edmico detalhado que ajudasse a fundamentar a narrativa.
\nO Prof. Doron Lancet e seus colegas do Departamento de Gen\u00e9tica Molecular (Dept. of Molecular Genetics) do Instituto Weizmann de Ci\u00eancia criaram esse modelo. Primeiro, foi necess\u00e1rio identificar\u2028o tipo de mol\u00e9culas apropriado que possa agregar e efetivamente formar redes de intera\u00e7\u00f5es m\u00fatuas, em linha com as got\u00edculas de Oparin. Lancet prop\u00f4s lip\u00eddios, compostos oleosos que formam espontaneamente as membranas agregadas que delimitam todas as c\u00e9lulas vivas. Bolhas de lip\u00eddios (ves\u00edculas) podem crescer e se dividir tal como c\u00e9lulas vivas. Foi assim que Lancet gerou o conceito de \u201cMundo de lip\u00eddios\u201d h\u00e1 duas d\u00e9cadas.
\nPara analisar as redes moleculares designadas, eles usaram ferramentas de biologia de sistemas e qu\u00edmica computacional que permitiram incutir rigor no conceito um tanto ef\u00eamero de redes mutuamente catalisadoras.
\nPrimeiro, abordaram em detalhe a pergunta importuna de como os conjuntos de lip\u00eddios podem armazenar e transmitir informa\u00e7\u00e3o de uma gera\u00e7\u00e3o que cresceu e se dividiu para outra. Encontraram uma no\u00e7\u00e3o raramente explorada at\u00e9 ao momento de que o que \u00e9 transmitido s\u00e3o informa\u00e7\u00f5es composicionais, e mostram como isso acontece atrav\u00e9s de simula\u00e7\u00f5es inform\u00e1ticas detalhadas. Al\u00e9m disso, indicaram uma semelhan\u00e7a profunda entre a c\u00f3pia de composi\u00e7\u00e3o e a maneira como as c\u00e9lulas vivas que crescem e proliferam preservam a sua informa\u00e7\u00e3o epigen\u00e9tica, que depende da replica\u00e7\u00e3o do DNA.<\/p>\n

Em um artigo recentemente publicado na Royal Society Interface, Lancet e seus colegas relataram uma an\u00e1lise sistem\u00e1tica da literatura, mostrando que os lip\u00eddios podem realizar cat\u00e1lise como as enzimas, de maneira semelhante aos ribossomos. Essa \u00e9 uma propriedade fundamental para a forma\u00e7\u00e3o das redes de intera\u00e7\u00e3o m\u00fatua. Subsequentemente, os autores mostram, atrav\u00e9s do uso de ferramentas de biologia de sistemas e qu\u00edmica computacional, que as got\u00edculas oleosas podem acumular e armazenar informa\u00e7\u00f5es composicionais e que, ao serem submetidas ao processo de fiss\u00e3o, transmitem a informa\u00e7\u00e3o \u00e0 descend\u00eancia.
\nCom base no modelo inform\u00e1tico que desenvolveram, os cientistas demonstraram que composi\u00e7\u00f5es de lip\u00eddios espec\u00edficas, designadas \u201ccompossomas\u201d, podem sofrer muta\u00e7\u00f5es na sua composi\u00e7\u00e3o, ser sujeitas \u00e0 sele\u00e7\u00e3o natural em resposta a mudan\u00e7as ambientais e podem mesmo ser submetidas \u00e0 sele\u00e7\u00e3o darwiniana. O Prof. Lancet comenta que esse sistema de informa\u00e7\u00e3o, baseado em composi\u00e7\u00f5es e n\u00e3o na sequ\u00eancia de \u201cletras\u201d qu\u00edmicas como o DNA, remonta ao dom\u00ednio da epigen\u00e9tica, onde os tra\u00e7os s\u00e3o herdados de maneira independente da sequ\u00eancia de DNA. Isso confere credibilidade \u00e0 suposi\u00e7\u00e3o dos cientistas de que a vida poderia surgir antes da chegada do DNA e do RNA. Na realidade, eles retratam no artigo um caminho qu\u00edmico que conduz \u00e0 apari\u00e7\u00e3o de material gen\u00e9tico no contexto das got\u00edculas oleosas.<\/p>\n

O conceito de \u201cMundo de lip\u00eddios\u201d de Lancet est\u00e1 associado \u00e0 quest\u00e3o de ter havido ou n\u00e3o mol\u00e9culas hidrof\u00f3bicas oleosas em quantidade suficiente na sopa primordial. Os cientistas tamb\u00e9m descrevem uma pesquisa liter\u00e1ria exaustiva, de acordo com a qual existe uma elevada probabilidade de as mol\u00e9culas estarem presentes no per\u00edodo inicial da Terra. Essa conclus\u00e3o foi apoiada por um estudo muito recente que mostra que Enc\u00e9lado, uma das luas de Saturno, tem um oceano subglacial (oceano primordial) repleto com compostos hidrof\u00f3bicos, alguns dos quais poderiam formar got\u00edculas semelhantes \u00e0s do \u201cMundo de lip\u00eddios\u201d. O Prof. Lancet afirma que essas constata\u00e7\u00f5es, juntamente com c\u00e1lculos baseados em modelos inovadores, mostram que a probabilidade do surgimento da vida \u00e9 relativamente alta, inclusive a possibilidade empolgante de que a Enc\u00e9lado abriga atualmente algumas formas de vida prim\u00e1rias baseadas em lip\u00eddios.<\/p>\n

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O Prof. Lancet \u00e9 respons\u00e1vel pela Cadeira Professoral Ralph D. e Lois R. Silver de Gen\u00f4mica Humana.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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