Cientistas recriam reação química que pode ter gerado a vida na Terra

A origem da vida é um tema muito debatido que provavelmente não terá resposta definitiva por um longo, longo tempo. Uma das teorias mais sólidas acerca desse momento definidor do nosso planeta vai até as bases dos seres vivos: segundo ela, antes do DNA dominar como “guia”, o que reinava era a molécula do RNA, acrônimo para ácido ribonucleico, ainda crucial para a vida atual. O RNA consegue replicar a si próprio e catalisar (ou acelerar) outras reações químicas.

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Todo RNA, em si, ainda é feito de um componente ainda menor, chamado ribonucleotídeo. O segredo está na formação deles, na Terra primitiva, e sua combinação para se tornarem o infame ácido ribonucleico. Cientistas, agora, estão buscando recriar esse processo, que teria de enfrentar as mesmas condições complicadas do planeta há bilhões de anos. A chave disso, segundo alguns químicos, está nas reações “autocatalíticas”.

Reações autocatalíticas produzem substâncias químicas que encorajam a mesma reação a acontecer repetidas vezes, fazendo com que consigam se sustentar em diversas situações e ambientes diferentes. Em um trabalho recente, publicado na revista científica Chemical Science, pesquisadores conseguiram integrar a autocatálise em um caminho químico conhecido para construir ribonucleotídeos, o que pode ter acontecido nas primeiras e simples moléculas da Terra, na famigerada origem da vida.

Formose e a origem da vida

Na biologia atual, as reações autocatalíticas também têm um papel importante, indo da regulação dos batimentos cardíacos à formação de padrões em conchas marinhas. A própria replicação celular das formas de vida modernas, onde uma célula pega energia e nutrientes do ambiente para criar duas células, é um exemplo mais complexo de autocatálise. Uma das mais importantes é chamada de reação da formose, descoberta em 1861 e cuja simplicidade significa que poderia estar presente na Terra primitiva.

A formose se inicia com uma única molécula de um composto simples, chamado glicolaldeído (feito de hidrogênio, carbono e oxigênio), e terminando com duas. Para que o mecanismo funcione, ele precisa de um suprimento constante de outro composto, chamado formaldeído.

A reação entre os dois gera uma molécula maior, que se quebra em fragmentos, estes reabsorvidos pela reação para que continue. Uma vez que o formaldeído acaba, a reação para, e o resultado começa a se degradar, se transformando de moléculas de açúcar complexo em alcatrão (ou breu).

A reação da formose tem alguns dos mesmos ingredientes de um caminho químico usado na fabricação de ribonucleotídeos, conhecido como “caminho de Powner-Sutherland”. Até hoje, ninguém havia tentado conectar os dois, já que a reação formótica é não-seletiva. Isso quer dizer que ela produz um punhado de moléculas inúteis junto com os produtos que se deseja obter.

Para resolver o problema, os cientistas adicionaram outra molécula simples, a cianamida, à reação de formose. Isso consegue afunilar a reação para a produção de ribonucleotídeos, diminuindo o desperdício. Ainda não são produzidos muitos “tijolos de construção” dos ribonucleotídeos, mas os que são feitos são mais estáveis e degradam menos.

Qual é, então, a novidade da pesquisa? Segundo a equipe responsável, estudos anteriores só haviam investigado a reação da formose e a produção de ribonucleotídeos separadamente, o que mostra como os químicos geralmente encaram a produção de moléculas. A tendência é a de evitar complexidade, maximizando a quantidade e pureza do que é produzido — isso acaba diminuindo a chance de interações dinâmicas, mais naturais, acontecerem nos diversos caminhos químicos possíveis.

Interações como essas acontecem em todos os lugares no mundo real, diferente do laboratório, e são, dizem os cientistas, a ponte entre a química e a biologia. Reproduzir o processo mostra como a vida pode ter se originado, e ainda pode ajudar na fabricação de alguns farmacêuticos, que dependem das reações reproduzidas pelos pesquisadores e podem ter seu custo barateado, se tornando mais acessíveis. Não é algo tão espalhafatoso quanto descobrir a origem da vida, mas já é um avanço científico bastante útil.

Fonte: Chemical Science, The Conversation