Moléculas egoístas podem estar por trás do surgimento da vida

Uma molécula pode assegurar que as cópias de si própria, e não qualquer outro produto possível da reacção, são produzidas a partir de uma sopa de moléculas menores.

Esta situação demonstra que estruturas complexas podem ter evoluído a partir de uma sopa de moléculas simples há milhares de milhões de anos, alegam os cientistas que a desenvolveram.

Douglas Philp, químico na Universidade de St Andrews, Reino Unido, já tinha demonstrado que uma molécula formada por duas metades que se reconhecem e unem pode actuar como modelo para a sua própria replicação.

Juntamente com o seu colega Jan Sadownik, ele descobriu agora que esta molécula modelo pode conduzir a sua própria formação numa sopa maior com muitos outros reagentes, rapidamente tomando conta de todos os processos e dominando o sistema de forma que nenhum outro produto tenha hipótese de se formar.

Este tipo de sistema auto-replicativo já foi proposto como explicação para a forma como moléculas complexas como o DNA se terão formado, em última análise desencadeando a emergência da vida. Versões artificiais destes sistemas, no entanto, não têm sido conseguidas.

O sistema de Philp depende de uma sopa de 25 moléculas diferentes, construídas a partir de diversas combinações de componentes simples, como diferentes aldeídos, alguns com o radical amidopiridina, e uma maleimida. As 25 moléculas resultantes na sopa podem todas interconverter-se.

Esta mistura não tem nada de especial até que uma maleimida ligeiramente diferente seja usada. Isso permite que apenas um dos 25 produtos tenha exactamente os blocos necessários a que se torne a molécula auto-replicadora que o laboratório de Philp já tinha desenvolvido anteriormente.

Uma vez esta molécula modelo formada como um dos 25 elementos da sopa, pode recolher os seus blocos componentes da mistura e juntá-los para criar uma cópia complementar de si própria. As moléculas modelo recolhem mais dos seus componentes e o processo repete-se.

Dado que todos os componentes originais da mistura são interconvertíveis, o equilíbrio da sopa altera-se de forma a que a os reagentes alimentem a formação da molécula auto-replicável. O resultado final é que 93% da mistura se transforma na molécula modelo.

“Apesar deste sistema ser capaz de produzir sabe-se lá quantos componentes diferentes, apenas obtemos um”, explica Philp. “Isto mostra como é possível obter ordem a partir do caos.”

O processo funciona logo que a maleimida certa é introduzida mas pode ser acelerado acrescentando uma quantidade diminuta do modelo completo.

Philp não tem uma utilização prática para este tipo de sistema mas isso não é o importante, diz Eric Anslyn, químico supramolecular na Universidade do Texas, Austin. Demonstrar a existência de um sistema que pode ter dado origem à vida é suficiente e pode inspirar outros químicos a descobrir a sua utilidade.

Ainda assim, Philp imagina uma altura em que um sistema auto-replicante possa ser utilizado para, quando se pretender, produzir uma variedade de diferentes compostos, dependendo do modelo que se introduza no início da reacção.

“Os sistemas auto-replicantes artificiais representam um dos tópicos mais estimulantes e desafiadores da química actual”, diz Fraser Stoddart, químico da Universidade Northwestern em Evanston, Illinois.

Não se sabe se o trabalho de Philp pode ajudar a explicar a origem da vida, diz Stoddart, mas “os processos da vida e a auto-replicação estão sempre juntos, como amor e casamento”

Fonte: Simbiotica

Saber mais:

Douglas Philp


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