Os químicos da UCL mostraram como dois elementos básicos da biologia, RNA (ácido ribonuclico) e aminoácidos poderiam ter se juntado espontaneamente quatro bilhões de anos atrás.
Os aminoácidos são os “baratos de trabalho” da necessidade de vida de viver a vida, quase todo bloqueio da vida. Mas as proteínas não podem se replicar ou produzir – elas precisam de instruções. Essas instruções foram fornecidas pelo primo químico do DNA (ácido doxiriboclico) pelo RNA do primo.
Em um novo estudo, publicado NaturezaOs pesquisadores conectaram quimicamente os aminoácidos da vida ao RNA, que poderia acontecer ao mundo primário – uma conquista que excluiu os cientistas no início dos anos 1970.
O professor Matthew Paner, um autor sênior com sede na química da UCL, diz: “A vida depende da capacidade de sintetizar as proteínas – elas são as principais moléculas de vida da vida. A fonte da síntese de proteínas é básica para entender de onde vem a vida.
“Nosso estudo é um grande passo em direção a esse objetivo, mostra como o RNA pode primeiro controlar a síntese de proteínas.
“A vida usa muitas máquinas moleculares complexas, os ribossomos para acumular proteínas hoje. O RNA mensageiro requer instruções químicas no RNA mensageiro, que transporta a ordem do gene de uma célula para o DNA do ribossomo.
“Adquirimos a primeira parte do processo complexo, para conectar os aminoácidos ao RNA usando química muito comum na água. A química pode acontecer espontânea, eleitoral e do mundo primário”.
Tentativas anteriores de conectar aminoácidos ao RNA usaram moléculas extremamente responsivas, mas foram quebradas em água e os aminoácidos reagem entre si, em vez de se conectarem ao RNA.
Para novos estudos, os pesquisadores se inspiraram na biologia, usando um método suave para transformar o aminoácido em vida em uma forma reacionária. Essa ativação está envolvida em uma vez, um composto químico de alta potência é importante em muitos processos bioquímicos da vida e já tem sido teórico para desempenhar um papel no início da vida*.
O professor Dawar disse: “Nosso estudo combina duas fontes proeminentes da teoria da vida-o mundo do ‘RNA’, onde o RNA auto-cultivado é proposto e o ‘mundo de Thayster’, onde as formas iniciais dos teosters são vistas como a fonte da vida dos teosters”.
Para formar esses teosters, os aminoácidos reagem com um composto portador de enxofre chamado patetina. No ano passado, o mesmo grupo revelou um artigo exibindo a patethina que poderia ser sintetizada nas condições iniciais como a Terra, o que significava que poderia desempenhar um papel no início da vida.
No próximo passo, os pesquisadores disseram que as seqüências de RNA podem ser preferidas com certos aminoácidos, para que o RNA pudesse iniciar as instruções para a síntese de proteínas – a fonte do código genético.
“Precisamos superar muitos problemas antes de explicar completamente a fonte da vida, mas continua sendo a fonte da síntese proteica mais desafiadora e emocionante”, disse o professor Paner.
O Dr. Jyoti Singh, o principal autor da UCL Chemistry, diz: “Imagine o dia em que os químicos podem tomar pequenas moléculas, carbono consolidado, nitrogênio, hidrogênio, oxigênio e atômico de enxofre e esse lagoso é capaz de auto-estilo.
“Como nosso estudo poderia ter feito dois peptídeos primitivos de lego químico (aminoácidos ativados e RNA) **, cadeia curta de aminoácidos necessários para a vida.
“A inovação, especialmente os aminoácidos ativados usados neste estudo, é uma thetosa, um tipo de molécula feita de moeda, um produto químico encontrado em todas as células vivas pode potencialmente se conectar ao metabolismo, código genético e construção de proteínas”.
Quando o artigo se concentra totalmente na química, a equipe de pesquisa disse que a reação que eles sugeriram ocorreu corretamente na piscina ou no lago de água na terra (mas provavelmente não no oceano porque a concentração de produtos químicos provavelmente poderia ser muito fina).
As reações foram usadas para usar várias técnicas usadas para investigar a estrutura das moléculas (que mostram o tamanho das moléculas) e a espectrometria de massa (que mostra os átomos classificados) tipos muito pequenos e diferentes de ressonância magnética com um microscópio visível.
Observação
*O ganhador do Nobel Christian de Duve sugeriu que a vida começou com um “mundo Theoster”-uma teoria do metabolismo que imagina a vida iniciada por reação química alimentada por teosters.
** Os peptídeos geralmente são compostos por dois a 50 aminoácidos, quando as proteínas são maiores, geralmente têm centenas ou milhares de aminoácidos e são dobrados em forma 3D. Como parte de seu estudo, a equipe de pesquisa mostrou como os aminoácidos foram carregados no RNA uma vez, eles poderiam sintetizar a formação de peptídeos com outros aminoácidos.
Este trabalho foi financiado pelo Conselho de Pesquisa em Engenharia e Ciência Física (EPSRC), pela Fundação Simon e pela Royal Society.
