RNA: molécula precursora da vida? Das evidências químicas as controvérsias

Transcrição

1 RNA: molécula precursora da vida? Das evidências químicas as controvérsias Carla Oliveira, Lury Lima, Nemer Callegari, Thiago Rubio Bioquímica II Prof. Dr. Júlio Borges

2 QUAL A ORIGEM DA VIDA? Panspermia Origem da vida veio de outro planeta por um meteóro. Suporte para a idéia: Queda de um meteorito no México em Limitação: aminoácidos exóticos. Evolução orgânica da matéria Gases atmosféricos atingidos por raios: moléculas orgânicas. Experimento de Miller: reprodução da atmosfera primordial. Resultado: caldo de aminoácidos. Formação de matéria orgânica a partir de inorgânica.

3 DNA SERIA A MOLÉCULA PRECURSORA DA VIDA? A principal candidata a molécula precursora da informação genética no início da vida era o DNA. O DNA é uma molécula estável que armazena as informações genéticas. Mas como poderia existir uma molécula de DNA no mundo primitivo, sem a existência das proteínas?

4 DNA SERIA A MOLÉCULA PRECURSORA DA VIDA? Mas como poderia existir uma molécula de DNA no mundo primitivo, sem a existência das proteínas? Uma criatura primordial que tivesse DNA e proteínas remeteria ao paradoxo do ovo e da galinha. Como o DNA codifica proteínas e as proteínas ajudam na replicação do DNA, seria improvável que as duas moléculas, geradas individualmente, se reunissem e dessem origem a vida.

5 O MUNDO DE RNA Uma nova hipótese então surgiu. Apesar de ser uma molécula que se degrada mais facilmente, o RNA guarda a informação genética e atua no metabolismo, suprindo as funções primordiais do DNA e das proteínas. Metabolismo (proteínas) RNA Armazenamento da informação genética (DNA)

6

7 EVIDÊNCIAS QUÍMICAS Biossíntese de nucleotídeos Nucleotídeos são sintetizados por duas vias: síntese de novo e síntese de recuperação (menor gasto de energia). Em ambas ocorre a síntese de ribonucleotídeos, blocos construtores de RNA. Os desoxirribonucleotídeos são produzidos a partir dos ribonucleotídeos por meio da enzima ribonucleotídeo redutase.

8 EVIDÊNCIAS QUÍMICAS Síntese de novo Pirimidinas são produzidas a partir de bicarbonato e dos aminoácidos aspartato e glutamina, e então ligadas a ribose para formar o nucleotídeo. Purinas são construídas já ligadas ao anel de ribose utilizando bicarbonato e os aminoácidos glutamina, glicina, entre outros compostos.

9 EVIDÊNCIAS QUÍMICAS Ribozimas ou RNA catalítico Enzima de ácido nucleico capaz de realizar funções catalíticas (semelhante a enzimas proteicas). Catalisam a quebra ou inativação de outras moléculas. Seu principal substrato é o RNA, que realiza auto-catálise (síntese e processamento de RNA). A evidência de que o RNA é capaz de catalisar a própria síntese de RNA não necessitando de proteínas reforça a ideia de que o RNA é a molécula precursora da vida.

10 CONTROVÉRSIAS Como os ribonucleotídeos eram sintetizados na Terra primitiva sem a presença de enzimas? Um grupo de pesquisadores da Universidade de Manchester demonstrou um caminho para a síntese de nucleotídeos a partir de compostos presentes na Terra primitiva: cianoacetileno, cianoamida, glicoldeído, uréia, entre outros.

11 CONTROVÉRSIAS Rota em azul: a condensação da ribose com a citosina não ocorre espontaneamente; seria necessária uma enzima para promover esse passo. Rota em verde: Acredita-se que esta seja a rota para a síntese química de nucleotídeos de pirimidina. No entanto, a condensação entre os compostos 8 e 10 requer um meio altamente básico, inexistente na Terra antiga.

12 CONCLUSÃO A existência da ribozima, um RNA catalítico, sugere que o RNA tenha aparecido antes do DNA na origem da vida. Aminoácidos teriam originado bases nitrogenadas, em seguida nucleotídeos. Dos nucleotídeos formara-se o RNA catalítico que teria servido de "molde" para o DNA.

13 REFERÊNCIAS 1. Nelson, David L.; COX, Michael M. Princípios de bioquímica de Lehninger. Porto Alegre: Artmed, ed. Porto Alegre: Artmed, POWNER, Matthew W.; GERLAND, Béatrice; SUTHERLAND, John D.. Synthesis of activated pyrimidine ribonucleotides in prebiotically plausible conditions. Nature, [s.l.], v. 459, n. 7244, p , 14 maio Springer Nature TISTAS+MOSTRAM+QUE+ORIGEM+ESPONTANEA+DA+VIDA+NA+T ERRA+E+VIAVEL.html. Acesso em 21/11/ The RNA Origin of Life. Acesso em 21/11/2016

14