Este é um Blog educacional, dedicado a discussões acadêmicas sobre a Ecologia Evolutiva. Contém chamadas específicas relacionadas às disciplinas de Ecologia da Universidade Federal de Ouro Preto, e textos didáticos gerais.
Terça-feira, 23 de Novembro de 2010
Seminários turma 2010 Bacharelado - Vida primordial

Universidade Federal de Ouro Preto
Instituto de Ciências Exatas e Biológicas
Departamento de Biodiversidade, Evolução e Meio Ambiente

 

 

Origem da vida primordial

 

 

 

 

Bárbara Quirino

Jéssica Pedroni

Soraya Sander

Tamires Rodrigues

 

 

Atmosfera Primitiva

Admite-se que a atmosfera primitiva teria sido próxima da mistura gasosa emitida pelos vulcões atuais, mas com menor oxigenação e maior grau de hidrogenação. Contrariamente à atmosfera atual, que tem características oxidantes, a atmosfera primitiva teria um caráter redutor ou neutro. Além de ser extremamente improvável a geração espontânea de complexas moléculas orgânicas, também se torna necessário que estas moléculas, depois de formadas, sejam preservadas até que todos os outros elementos químicos necessários se reunam para que seja formado o primeiro organismo vivo. Porém um dos maiores impedimentos para que isto tenha ocorrido seria a presença de oxigênio na atmosfera, pois assim como um pedaço de ferro se oxida, as moléculas orgânicas complexas, necessárias para a origem química da vida, seriam quebradas pelo oxigênio, tornando-as moléculas menores. Portanto, para que a teoria evolucionista seja válida, é necessário supor que a atmosfera primitiva não possuia oxigênio.

Entre os 4 e os 4,5 milhares de milhões de anos, os primeiros vulcões teriam atravessado a crosta terrestre e libertado gases que forneceram a atmosfera primitiva. O magma, além da sua fração líquida mais ou menos viscosa, possui uma fração gasosa muito importante, a qual é mesmo um dos principais motores das erupções. Em virtude de microfissuras nas rochas, os gases vulcânicos tendem a ascender até à superfície da Terra. Sendo assim, de acordo com a hipótese da desgaseificação, os gases constituintes da atmosfera primitiva tiveram origem no interior da Terra, atingindo a superfície através dos vulcões devido ao elevado número de erupções (desgaseificação vulcânica). Após um período transitório, o planeta sofreu um grande aquecimento, que conduziu a profundas alterações na sua atmosfera. Por este motivo, e por a Terra não possuir gravidade suficiente, os gases voláteis como o hidrogênio, o hélio e outros gases raros escaparam para o espaço. Segundo esta hipótese, a atmosfera primitiva seria constituída por azoto (N2), vapor de água (H2O), dióxido de carbono (CO2), amoníaco (NH3), metano (CH4) e hidrogênio (H2), libertados durante as intensas erupções vulcânicas que caracterizaram este período. O vapor de água libertado durante os fenômenos vulcânicos ter-se-ia condensado por arrefecimento, originando abundantes chuvas (chuvas diluvianas) que, caindo sobre o planeta já arrefecido, se acumularam constituindo os oceanos primitivos.

A principal diferença entre esta atmosfera primitiva e a atual reside no fato de a primeira não possuir oxigênio (O2).

A hipótese de dissociação química tentou explicar quimicamente os fenômenos que teriam transformado a atmosfera primitiva na atmosfera atual:

 

-

admite-se que o metano (CH4) pudesse ter sido substituído pelo dióxido de carbono.

 

-

o amoníaco (NH3) ter-se-ia fotodissociado, originando azoto e hidrogênio.

 

-

a água (H2O), teria igualmente sofrido fotodissociação, com libertação de oxigênio e hidrogênio.

Segundo dados mais recentes, verificou-se que a atmosfera primitiva deveria conter CO2 e N2 em elevadas quantidades e vestígios de CH4, NH3, SO2 e HCl. Com o decorrer dos tempos, a atmosfera teria evoluído para a composição que apresenta na atualidade.

Aparecimento do oxigênio (O2)

A capacidade de alguns seres vivos realizarem a fotossíntese oxidativa, ao retirarem o oxigênio do dióxido de carbono e de outros elementos, deverá ter permitido o seu aparecimento na atmosfera. Pensa-se que terá sido um grupo específico de bactérias, as cianobactérias, os primeiros organismos a realizar este importante processo biológico.

O oxigênio molecular resultante da fotossíntese começou a dissipar-se para a atmosfera no momento em que os oceanos perderam a capacidade de o fixar na totalidade. De uma atmosfera anaeróbia (sem oxigênio) passou-se para uma aeróbia (com oxigênio). Quando atingiu uma concentração suficientemente elevada de oxigênio livre, formou-se a camada de ozônio (O3), essencial para a vida na Terra.

A massa do planeta foi também um fato relevante no aparecimento da atmosfera, pois proporcionou-lhe gravidade suficiente para se conseguir conservar.

A camada do ozônio foi de grande importância para a evolução da biosfera, pois, tem a particularidade de filtrar e, deste modo, proteger a superfície terrestre das radiações ultravioleta. Após o seu aparecimento, os organismos subaquáticos puderam sair da água e povoar as terras emersas, adaptando-se a novos ambientes.

A camada de ozônio e a elevada concentração de dióxido de carbono provocaram também um aumento de temperatura do planeta, fundamental para a existência de vida.

 

 

Criacionismo

 

A teoria do criacionismo tem bases no que está descrito na Bíblia no livro de Gênesis e tem Deus como criador de tudo e todos. Esta teoria não é aceita dentro da visão científica, pois não há provas cientificas de que Deus existe, ou seja, o criacionismo recusa a Evolução e mantém a fé na criação divina.

 

Panspermia

A panspermia é uma teoria que surgiu pela primeira vez na Civilização Grega, 5 séculos antes de Cristo. Derivando das palavras "semente" e "tudo", defende que a vida existe por todo o universo, e a Terra é apenas um dos muitos corpos em que a semente da vida foi colocada.

Teoria da conspiração ou não, a teoria da panspermia foi reavivada no século XIX por vários cientistas modernos que defenderam que este fenômeno seria a causa do nascimento de algumas novas doenças, das crises epidêmicas e da constituição genética necessária para a macroevolução (a evolução de Darwin seria assim explicada pelo fato de todos os organismos que conhecemos hoje serem extra-terrestres e,  por isso,  estarem habituados a adaptarem-se a novos ambientes) .

A vida poderia, então, chegar à Terra através de sistemas solares diferentes ou planetas do mesmo sistema solar e por radiação. A forma mais estudada de panspermia é por meio de um meteorito: quando as condições terrestres se tornaram favoráveis ao desenvolvimento de vida, um meteorito teria atravessado a atmosfera, trazendo para a Terra os primeiros organismos com vida - células - que se teriam desenvolvido durante milhões de anos para as formas de vida que conhecemos hoje.

 Estudos recentes vêem sendo realizados a respeito da  possível origem da vida através de meteoritos que vieram para a Terra.A NASA anunciou a presença de fósseis de bactérias e índicos de compostos formados por atividade biológica em um meteorito descoberto na Antártica, o meteorito ALH84001. O meteorito ALH84001, de 1939 gramas, é um dos 12 meteoritos de origem marciana encontrados no planeta Terra. Foi encontrado em 27/12/84 e foi o primeiro de sua espécie a ser encontrado na região. Os cientistas também detectaram moléculas orgânicas no meteorito. Outro achado que causou bastante euforia foi a presença de estruturas tubulares e ovalares, com textura e aparência semelhante a microfósseis, além do achdo de cristais de magnetita no interior dos glóbulos de carbonatos. Cristais de magnetita podem ser formados por bactérias anaeróbias, como é o caso da Magnetospirillum magnetotacticum. Essas bactérias possuem no seu interior uma cadeia de cristais de magnetita que as ajuda a orientarem-se pelos campos magnéticos da Terra. Observou-se que o ALH84001 possui uma seqüência de grãos de magnetita muito semelhante aos fósseis deixados por essas bactérias. Tendo em mãos esses resultados, a NASA anunciou que o meteorito ALH84001 contém indícios de vida extraterrestre.

 

Teoria da Abiogênese

 

Esta teoria aborda as visões históricas da origem da vida. Foi elaborada há mais de 2.000 anos, e seu criador foi Aristóteles. Ele afirmava que: a vida surge espontaneamente de uma matéria bruta e não-viva e que era possuidora de um “principio ativo” ou “força vital”. Um dos argumentos usados por ele, por exemplo, era o das larvas e insetos que surgiam próximos de alimentos como carnes e frutas estragadas. 

No ano de 1668, Francesco Redi contrariou a teoria de Aristóteles. Ele realizou pesquisas que provaram que a vida não surgia espontaneamente de matérias não-vivas. 

 

As experiências de Redi

 

Redi, intrigado com a inúmera produção de germes que se verificava cotidianamente em cadáveres e vegetais em decomposição, e convicto da não-existência da Geração Espontânea, pressupôs que esses germes seriam gerados por inseminação (reprodução sexuada), e que o material em decomposição serviria apenas para a deposição dos ovos à época da reprodução e para a nutrição dos germes recém-formados. Deu início, então, a uma série de experiências, com o intuito de comprovar esta hipótese as quais relatamos a seguir.

 

Primeira experiência - Redi, no começo do mês de junho, mandou matar três cobras (enguias de Esculápio) e colocou-as numa caixa aberta para que apodrecessem. Pouco tempo depois, observou que estavam cobertas por germes de forma cônica e sem patas que devoravam a carne apodrecida, aumentando progressivamente em tamanho mas mantendo a mesma forma; além disso, os germes aumentavam em número, dia a dia, diferindo em tamanho já que tinham nascido em dias diferentes. Uma vez consumida toda a carne, restando apenas os ossos, todos os germes, independentemente do tamanho, abandonaram a caixa sem que Redi tivesse tido oportunidade de observar seu esconderijo.

 

Segunda experiência - Redi, curioso em saber o destino dos germes, resolveu fazer uma nova experiência. Mandou matar outras três cobras e procedeu como na experiência anterior: em três dias, as cobras estavam totalmente cobertas por germes que aumentavam progressivamente em número e tamanho, mantendo a forma mas não a cor; os menores tinham coloração rosada, enquanto os maiores tinham coloração esbranquiçada. Quando toda a carne foi consumida, antes que os germes abandonassem a caixa, Redi fechou-a ao notar que eles procuravam ativamente uma saída. Pôde verificar então, pouco depois, que eles se tornaram imóveis como se estivessem dormindo e pareciam diminuir gradualmente de tamanho, tomando pouco a pouco forma semelhante à de um ovo. Um dia depois todos os germes apresentavam a forma oval e coloração branco-dourada, evoluindo uns para a cor vermelha e outros para a cor preta; ambos foram endurecendo, tomando uma consistência igual à das crisálidas formadas pelos bichos-da-seda, lagartos e outros insetos semelhantes, podendo se perceber uma diferença de forma entre os dois.
Os ovos foram então colocados em vidros recobertos por papel, quebrando-se os vermelhos ao fim de oito dias, deles saindo moscas cinzentas; dos pretos, ao fim de 14 dias, saíram grandes moscas pretas com listas brancas e cerdas no abdome, iguais àquelas comumente encontradas nos açougues.

Com os resultados desta experiência, Redi começou realmente a acreditar que os germes eram originados dos ovos depositados pelas moscas e não da putrefação da carne das cobras antes que se tornasse bichada.

 

Terceira experiência - A hipótese resultante da experiência anterior precisava ser testada para ter valor, o que levou Redi e esta nova experiência: colocou diversos tipos de carne em outro frasco grandes, de boca larga, deixando quatro abertos e fechados os restantes, tendo o cuidado de selá-los. Nos primeiros, a carne ficou cheia de germes e foram vistas moscas entrando e saindo à vontade; nos últimos, mesmo após muitos dias, não foram vistos germes a não ser nos papéis que os cobriam, e estes tentavam penetrar nos frascos provavelmente na tentativa de obter alimento da carne que já encontrava em putrefação em todos eles (abertos e fechados)

 

Quarta experiência - A experiência anterior foi quase que conclusiva. Entretanto, Redi ainda não estava satisfeito, uma vez que poderia ser a impossibilidade da penetração e circulação do ar nos frascos fechados que impedisse a Geração Espontânea. Para que não fosse suscitada qualquer dúvida, repetiu a experiência anterior cobrindo os frascos não com papel, mas com uma fina gaze que impedia a penetração das moscas e permitia a entrada e circulação do ar. Os resultados obtidos foram idênticos aos da experiência anterior, isto é, foram vistos germes sobre a cobertura da gaze atraídos pelo cheiro da carne e tentando penetrar ativamente, mas não foi encontrado nenhum germe na carne.

 

Com estas experiências, cujos resultados nos parecem insofismáveis, e que além de bem planejadas foram excepcionalmente conduzidas, Redi conseguiu favorecer a hipótese de que "a vida só pode ser originada a partir de vida preexistente, isto é, por Biogênese", fazendo com que os partidários da Geração Espontânea se curvassem por algum tempo ante os argumentos apresentados.

Teoria da Biogênese

 

1. Pasteur e outros cientistas que tentam comprovar a teoria biogênica

           

Em meados do século XVII, utilizando um microscópio rudimentar, o holandês Antoine Van Leeuwenhoek descobriu seres microscópicos. Esta descoberta foi revelada ao mundo através da descrição de uma infinidade de seres microscópicos, tais como protozoários, algas, fungos e bactérias. Para explicar a origem dos minúsculos seres descobertos por Leeuwenhoek, o mundo científico dividiu-se em duas escolas. Alguns cientistas acreditavam que os microorganismos originavam-se espontaneamente da matéria não viva que lhes serviu de alimento. Com essa hipótese, a teoria da geração espontânea voltava a tomar vulto. Outros cientistas, inclusive Leeuwenhoek acreditavam que as "sementes" ou "germes" dos micróbios estavam no ar e que, caindo em ambientes propícios cresciam e se reproduziam.

 

Em 1711, o cientista francês Joblot publicou suas experiências que sugerem uma procedência externas dos micróbios que proliferam nas infusões. Joblot verificou que uma grande quantidade de micróbios aparece numa infusão de feno em água fria. Entretanto se estas mesmas infusões forem fervidas por 15 minutos e depositadas em recipientes fechados, elas permanecem livres de micróbios por vários dias. Basta, entretanto, abrir estes tubos ao ar para que micróbios proliferem rapidamente em seu interior.

 

Com os resultados de Joblot, o problema da origem dos microorganismos parecia estar resolvido: estes seres originam-se de "sementes" existentes no ar. Entretanto, em 1749 o cientista John Nedhan relata que microorganismos surgem de muitos tipos de infusões, independentemente do tratamento que recebam: fechadas ou não fechadas, fervidas ou não fervidas. Esses resultados deram novo apoio à teoria da geração espontânea.

 

Alguns anos após as publicações de Nedhan, o pesquisador Lázzaro Spallanzani demonstrou, em uma série de experiências, que o aquecimento de infusões hermeticamente fechadas impede o aparecimento de micróbios, apesar de ser variável a duração do aquecimento necessário para tornar estéreis diferentes tipos de infusões.

 

Baseado em seus experimentos, Spallanzani criticou Nedhan violentamente. Ele sugeriu que o aquecimento e a vedação, a que Nedhan submeteu suas infusões, não tinham sido suficientes para esterilizar o meio nutritivo, isto é, matar todas as "sementes" ou "germes" presentes na infusão e evitar a entrada de outros. Spallanzani acreditava que os "germes" ou "sementes" de micróbios são levados às infusões pelo ar, sendo esta a explicação para a suposta geração espontânea de micróbios em infusões muito bem aquecidas. Para Spallanzani, não havia tampo mecânico, se não a vedação hermética, capaz de impedir a passagem das "sementes" de micróbios. Nas experiências de Nedhan poderia ter ocorrido passagem de germes através da tampa.

 

Em fins do século XVIII, com a descoberta do oxigênio e a demonstração de que este gás é essencial à vida, os defensores da Biogênese encontraram um novo ponto de apoio. Explicaram os resultados de Spallanzani da seguinte maneira: a vedação hermética e o aquecimento prolongado recomendados por Spallanzani impedem a proliferação de micróbios, não porque destroem germes existentes na infusão, mas porque excluem o oxigênio necessário à geração espontânea e à sobrevivência dos germes.

 

Apesar da controvérsia existente sobre a teoria da geração espontânea no mundo científico da época, um confeiteiro parisense, François Appert, utilizou sabiamente as experiências de Spallanzani. Qualquer que fosse o motivo da esterilização das infusões de Spallanzani, fosse pela morte dos seres ali existentes, fosse pela alteração das condições necessárias à geração da vida, estava claro que um líquido nutritivo, colocado em recipiente hermeticamente fechado e aquecido durante certo tempo, tornava-se estéril. Baseado neste princípio, Appert inventou a indústria de enlatados: alimentos colocados em recipientes hermeticamente fechados e aquecidos durante certo tempo não estragam.

 

No início do século XIX, através de engenhosas experiências, ficou demonstrado que a proliferação de microorganismos não ocorre em infusões que tenham sido adequadamente aquecidas, mesmo quando expostas ao ar, desde que esse ar esteja isento de qualquer germe. Schwann, em 1837, infiltrando o ar previamente aquecido em uma infusão fervida verificou que a infusão permanecia estéril. Schroeder e Von Dusch, em 1854, conseguiram impedir o crescimento microbiano em infusões de carne previamente fervida, mesmo passando, através dela, ar filtrado em algodão.

 

Por volta de 1860, o cientista francês Louis Pasteur demonstrou que germes microscópicos estão presentes no ar, sobre o corpo dos animais e do homem, sobre os utensílios usados nas experiências e sobre as demais coisas expostas ao ar. Demonstrou, ainda, que todas as "gerações espontâneas" de microorganismos resultam, na realidade da contaminação dos tubos de cultura por germes do ar. Uns poucos micróbios do ar, encontrando um meio rico em alimentos, reproduzem-se rapidamente, originando, em questão de horas, milhões de descendentes.

 

No experimento, Pasteur adicionou um caldo nutritivo a um balão de vidro com gargalo alongado. Em seguida aqueceu o gargalo, imprimindo a esse um formato de tubo curvo (pescoço de cisne). Após a modelagem prosseguiu com a fervura do caldo, submetendo-o a uma temperatura até o estado estéril (ausência de micro-organismo), porém permitindo que o caldo tivesse contato com o ar. Depois da fervura, deixando o balão em repouso por muito tempo, percebeu que o líquido permanecia estéril. Isso foi possível devido a dois fatores: o primeiro foi consequente ao empecilho físico, causado pela sinuosidade do gargalo. O segundo ocasionado pela adesão de partículas de impureza e micro-organismos às gotículas de água formadas na superfície interna do gargalo durante a condensação do vapor, emitido pelo aquecimento e resfriado quando em repouso. Depois de alguns dias, ao verificar a não contaminação, Pasteur quebrou o gargalo, expondo o caldo inerte aos micro-organismos suspensos no ar, favorecendo condições adequadas para a proliferação de germes.

 

Com experiências de frascos tipo "pescoço de cisne", Pasteur demonstrou que uma solução nutritiva, previamente esterilizada, mantém-se estéril indefinidamente, mesmo na presença de ar, desde que, a entrada de germes seja impedida.

 

Embora a questão da geração espontânea dos seres vivos fosse um tema discutido há muitos séculos, pode-se dizer que os debates e experimentos realizados sobre esse assunto no século XIX foram muito importantes. Costuma-se dizer que foi Louis Pasteur (1822-1895) quem derrubou definitivamente essa crença, baseando-se em uma série de experimentos. Com a publicação de todas essas experiências, foi descartado definitivamente a teoria da geração espontânea. Esse cientista além de contribuir para o fim do equívoco abiogenista, também desenvolveu, a partir da aplicação do aquecimento e resfriamento simultâneo, a técnica de pasteurização largamente utilizada para conservação dos alimentos.

 

 

2. Oparin e Muller: sugimento das primeiras moléculas orgânicas

 

2.1 O experimento de Oparin

 

O bioquímico russo Oparin, em meados da década de 20, aprofundou-se na teoria proposta anteriormente pelo biólogo inglês Huxley, denominada teoria da evolução química (ou molecular). Segundo essa teoria metano, amoníaco, hidrogênio e vapor de água eram os gases que predominavam na Terra primitiva. Compostos por elementos básicos da constituição de todos os seres vivos (carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio), estes eram liberados a partir de atividades vulcânicas, ficando retidos em razão da força gravitacional e dando origem à atmosfera primitiva.

 

A partir de tais pressupostos, esses cientistas acreditavam que a vida seria resultante de um processo de evolução química, na qual os compostos presentes na atmosfera se combinaram, dando origem a moléculas orgânicas. Para tal, descargas elétricas provenientes das grandes tempestades, além da grande incidência de raios ultravioleta, forneceram energia suficiente para a ocorrência das reações químicas entre as substâncias presentes. Essas, levadas pela água das chuvas para oceanos primitivos, puderam formar, mais tarde, moléculas orgânicas mais complexas. Tais moléculas, unidas às de água, deram origem aos coacervados - uma primitiva organização de substâncias orgânicas.

 

Em um sistema parcialmente separado do meio, estes efetuavam trocas com o ambiente externo, ao mesmo tempo em que seus compostos reagiam entre si. Deste princípio, em determinado momento, surgiram sistemas envoltos por membrana lipoproteica, com uma molécula de ácido nucléico em seu interior. Mais tarde, ao adquirirem capacidade de reprodução, puderam originar outros sistemas semelhantes: os primeiros seres vivos do planeta.

 

Mais tarde, o norte-americano Stanley Muller, estudante da Universidade de Chicago, criou em laboratório um dispositivo que simulava as condições primitivas da Terra, conseguindo “criar” compostos orgânicos a partir deste.

 

2.2 Experimento de Muller

 

Em 1954, o cientista Stannley L. Muller construiu um aparelho onde reuniu metano, amônia, hidrogênio e vapor de água, numa tentativa de recriar, em laboratório, as prováveis condições reinantes na atmosfera primitiva. Parte desse aparelho consistia em um balão de vidro em que Muller colocou os gases que se presumia que poderiam ser encontradas na atmosfera primitiva submetendo-os a um aquecimento elevado e constante descargas elétricas. O vapor d’água era fornecido por outro balão contendo água em ebulição. Posteriormente ele se condensava e precipitava simulando a chuva.

 

Imaginando que as descargas elétricas poderiam ter constituído uma fonte de energia capaz de promover o rompimento de ligações químicas das moléculas dos "gases primitivos", Muller submeteu os gases, reunidos, a faíscas elétricas de alta intensidade. Depois de algum tempo, observou o acúmulo de substâncias orgânicas numa determinada região do aparelho, entre as quais encontrou vários aminoácidos. Esses aminoácidos, anterirmente denominados por Oparin como protobiontes, receberam diferentes nomes dados pelos cientistas, dependendo de seu conteúdo: microsferas, protocélulas, micelas, lipossomos e coacervados. Estes possuem uma “membrana” dupla, formada por duas camadas lipídicas, à semelhança das membranas celulares.

 

Apesar do fato destes serem constituídos por estruturas menos complexas, tal experimento pode demonstrar a formação de compostos orgânicos a partir de determinadas condições ambientais, reforçando as idéias de Oparin.

 

 

2.3 Outros experimentos comprovadores da teoria de Oparin

 

Pouco anos depois (1957), baseando-se nos experimentos de Muller, Sidney Fox, também norte-americano, aqueceu uma mistura seca de aminoácidos. Fox partiu da suposição de que os compostos orgânicos caídos com as chuvas formavam massas secas sobre as rochas quentes, após a evaporação da água. Ao final de sua experiência constatou a presença de proteinóides (moléculas de natureza protéica constituídas por alguns poucos aminoácidos), numa evidência de que os aminoácidos teriam se unido através de ligações peptídica, numa síntese por desidratação.

Melvin Calvin, outro cientista norte-americano, realizou experiências semelhantes à de Muller, bombardeando os gases primitivos com radiações altamente energéticas e obteve, entre outros, compostos orgânicos do tipo carboidrato. Todas essas experiências demonstraram a possibilidade da formação de compostos orgânicos antes do surgimento de vida na Terra. Isso veio favorecer a hipótese heterotrófica, uma vez que a existência prévia de matéria orgânica é um requisito básico não só para a alimentação dos primeiros heterótrofos, como também para sua própria formação.

 

Hipótese do “RNA World”

Em biologia, a hipótese do mundo do RNA propõe que o mundo atual com vida baseada principalmente no DNA e proteínas foi precedido por um mundo em que a vida era baseada em RNA. A proposição para uma etapa da evolução da vida na Terra chamada "Mundo do RNA" (RNA world) foi feita por Walter Gilbert em 1986. É considerada pela maioria dos cientistas a etapa mais bem conhecida no campo da origem da vida, e talvez a única em que se tenha claramente ultrapassado o domínio da especulação. Ela supõe que antes das células modernas, o RNA era o material genético e era ele que catalisava as reações químicas nas células primitivas. Apenas posteriormente é que o DNA tornou-se o material genético e as proteínas os maiores componentes estruturais e catalisadores das células. Essa hipótese é reforçada pelo pareamento complementar dos nucleotídeos; o que promove a cópia exata de uma seqüência, pois, por conta da complementaridade das bases, uma seqüência serve de modelo para outra; pela descoberta das ribozimas, moléculas de RNA que possuem atividade catalítica e participam de importantes reações nas células modernas e pelos viróides e virusóides, agentes infecciosos de plantas que consistem em um RNA pequeno (200 nucleotídeos), circular, fita simples, não codificante que, através da maquinaria de transcrição da célula hospedeira, é capaz de se auto-replicar. Por isso, as ribozimas, os viróides e os virusóides são considerados “fósseis moleculares” do mundo do RNA (RNA world).

Entretanto, sob o ponto de vista químico e estrutural, é difícil imaginar como o RNA tenha se formado de uma maneira não-enzimática. Dessa forma, aponta-se que antes do RNA, as primeiras moléculas que possuíam atividade enzimática e a capacidade de guardar informações, eram polímeros, sem registros fósseis ou remanescentes nas células modernas, que se assemelham ao RNA, mas são quimicamente mais simples como, por exemplo, o PNA (Peptide nucleic acid) e o p-RNA (Pyranosyl-RNA). A cadeia de ribose do RNA é substituída no PNA por uma cadeia peptídica, de maneira similar às proteínas. Essa cadeia peptídica, diferentemente da ribose, se forma em altas quantidades em condições pré-bióticas e espontaneamente, forma um polímero estável. Entretanto, o PNA é mais rígido e por isso, pode trazer certas limitações à catálise. A transição de um “pré-RNA world” para o RNA world pode ter se dado através da síntese de um RNA utilizando-se um desses polímeros tanto como fita-molde, como para catalisador. Experimentos em laboratório mostraram que o PNA pode atuar como uma fita-molde para a síntese de RNA porque as geometrias das bases das duas moléculas são bastante semelhantes. A partir da primeira molécula de RNA, outras foram sendo geradas e se diversificaram gradualmente, até conseguir carregar as funções que anteriormente eram dos polímeros pré-RNA e formar o RNA world.

O processo de síntese de proteínas nas células modernas é um sistema bastante intrincado e complexo e por isso, se torna difícil imaginar como ele se desenvolveu no RNA world. Entretanto, alguns experimentos vêm sendo realizados e alguns cenários já podem ser desenhados. Experimentos de seleção de RNA in vitro produziram moléculas de RNA que conseguem se ligar fortemente a aminoácidos. A seqüência de nucleotídeos destes RNAs contém uma freqüência extremamente alta de códons do aminoácido que ele reconhece. Por exemplo, moléculas de RNA que se ligam seletivamente a arginina possuem uma alta freqüência de códons que codificam arginina. Essa correlação não é perfeita para todos os aminoácidos e sua interpretação pode ser duvidosa, mas pode indicar que um código genético limitado pode ter surgido de uma associação direta entre aminoácidos e seqüências específicas de RNA, com o próprio RNA servindo de molde para a polimerização de alguns aminoácidos. A eficiência desta síntese protéica primitiva deve ter aumentando consideravelmente após o surgimento ligação peptídica. Os ribossomos podem ter surgido a partir de uma ribozima peptidil-transferase primitiva, que com o passar do tempo, ficou maior e adquiriu a habilidade de posicionar corretamente os tRNAs nos moldes de RNA. Uma vez desenvolvida a síntese protéica, as proteínas, graças a sua maior versatilidade, puderam “conquistar” a maior parte das tarefas catalíticas e estruturais.

Quanto ao DNA, a sua origem e a de seus mecanismos de replicação permanecem obscuras, mas elas devem ser posteriores ao surgimento das proteínas, já que um grande número de proteínas são necessárias para a sua síntese e a formação da desoxirribose é um processo bastante complexo. A desoxirribose, comparada com a ribose, forma cadeias mais estáveis o que faz com que o DNA possa se alongar sem perigos de rompimento e desta maneira, um depósito mais seguro para a informação genética.

 

 

 

 

 

Referências Bibliográficas

 

http://uivodolobo.no.sapo.pt/10anoantigo/Mat.Apoio.CTV_10/Formacao_da_terra.pdfhttp://www.infopedia.pt/$atmosfera-primitiva

http://www.esec-valenca.rcts.pt/folha_091.htm

http://s.silva777.sites.uol.com.br/atmosfera.htm

http://www.abfhib.org/FHB/FHB-04/FHB-v04-03-Lilian-Martins.pdf

 

http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/origem-da-vida/abiogenese-x-biogenese.php

 

http://www.brasilescola.com/biologia/louis-pasteur.htm

 

http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Evolucao/evolucao5.php

 

http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/origem-da-vida/experimentos-de-miller.php

 

http://www.colegioweb.com.br/biologia/a-geracao-espontanea-ou-abiogenese.html

 

Fundamentos da Biologia Moderna - Amabis e Martho - Editora Moderna


http://www.abel.com.br/

 

http://www.dbio.uevora.pt

 

http://www.moderna.com.br

 

http://pt.wikipedia.org/wiki/Mundo_do_RNA

 

http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/articles/altman/

 

http://creationwiki.org/Panspermia

 

http://obviousmag.org/archives/2010/04/panspermia_uma_teoria_fascinante_para_a_vida_na_te.html

 

http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/marte/marte-25.php

 

 



publicado por Sérvio Pontes Ribeiro às 21:12
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