O ARN, que é uma das moléculas mais cruciais da vida que lida com a síntese de proteínas, pode ser comum no Universo, de acordo com uma nova experiência que mostra como o ARN poderia facilmente ter-se formado na Terra há 4,3 mil milhões de anos.
ARN (abreviação de ácido ribonucleico) é um primo mais simples de ADNque é a molécula que contém a informação genética para a nossa biologia celular. O RNA vem em um trio de disfarces. Existe o RNA mensageiro (mRNA) que é produzido a partir do DNA e contém as instruções genéticas para a formação de proteínas. Depois, há o RNA ribossômico (rRNA), que cria ribossomos vitais para a produção de proteínas e, finalmente, o RNA de transferência (tRNA), que faz a síntese real das proteínas a partir do mRNA.
Compreender como o RNA se formou, no entanto, tem sido um desafio. O que levou os ingredientes do RNA a se unirem e passarem pela série correta de reações químicas? À primeira vista, as probabilidades de formação de ARN por acaso parecem astronómicas.
Assim, os químicos procuram caminhos que possam inevitavelmente levar à formação de moléculas como o RNA. Um caminho é conhecido como Modelo de Síntese Descontínua (DSM) de seis etapas.
No entanto, um dos obstáculos neste caminho é o borato, que é uma família de compostos comuns encontrados na água do mar. Os boratos são oxiânions; se os íons são átomos ou moléculas com carga elétrica positiva, então os ânions têm uma carga elétrica geral negativa. Além disso, os boratos contêm átomos de ambos boro e oxigênio. O problema é que se pensava que os boratos impediam algumas das reações na via química do RNA.
Agora, uma equipe de bioquímicos liderada por Yuta Hirakawa, da Universidade de Tohoku, no Japão, e da Fundação para Evolução Molecular Aplicada, na Flórida, afirma que os químicos estão errados e que os boratos são, na verdade, benéficos para a formação de RNA.
A equipe de Hirakawa realizou experimentos nos quais adicionaram os ingredientes do RNA – o açúcar de cinco carbonos ribose, fosfatos e as quatro nucleobases usadas pelo RNA (adenina, guanina, citosina e uracila) – a uma mistura que também incluía boratos e basalto. Eles então aqueceram a mistura e deixaram-na secar, imitando condições que eles argumentam que seriam comuns em torno de aquíferos subterrâneos no Terra primitiva.
O que descobriram foi que o RNA se formou na mistura. Além disso, os boratos não impediram absolutamente nada, mas na verdade apoiaram algumas das etapas do modelo DSM, como a estabilização das moléculas de ribose que muitas vezes podem ser instáveis e decompor-se, e facilitar a produção de fosfatos.
Estas descobertas também foram reforçadas por novas descobertas sobre a amostra de material trazida para a Terra a partir do asteróide Bennu pela NASA OSIRIS-REx missão. Em particular, com o recente anúncio da descoberta da ribose no Determinar amostra, todos os ingredientes do RNA foram agora identificados nos 120 gramas (4,2 onças) de sujeira e pedras que OSIRIS-REx entregou à Terra vindo de Bennu.
A equipe de Hirakawa prevê que o impacto de um protoplaneta de 500 quilômetros de largura (310 milhas), semelhante em tamanho ao asteróide Vesta e carregado com os ingredientes do RNA, poderia ter trazido em massa os blocos de construção do RNA para o nosso planeta. Eles estimam que este impacto, e a produção de RNA, teria ocorrido há 4,3 bilhões de anos, 200 milhões de anos após o nascimento da Terra e 200 milhões de anos antes da evidência mais antiga de vida na Terra já encontrada, em isótopos de carbono encontrados em depósitos do mineral com 4,1 bilhões de anos de idade. zircão.
Anteriormente, o RNA só era formado em laboratório por meio de intervenção humana para desencadear reações químicas deliberadamente. A equipe de Hirakawa argumenta que sua pesquisa é a primeira vez que o RNA foi produzido em laboratório sem o envolvimento humano, embora os críticos argumentem que mesmo o ato de reunir todos os blocos de construção do RNA em um tubo de ensaio é uma intervenção humana.
Impactos com grandes asteróides também ocorreram nos primeiros dias de Marte‘ história, o que significa que os blocos de construção do RNA também teriam sido entregues ao Planeta Vermelho. Curiosamente, os boratos também têm sido detectado em Marteo que significa que tudo deveria estar pronto para produzir RNA lá também.
Embora o RNA não seja vida, o RNA é essencial para quase toda a vida que conhecemos. Se o ARN se tivesse formado rapidamente na Terra, geologicamente falando, então poderia ter fornecido um atalho para os primeiros organismos simples a surgir no nosso planeta.
A pesquisa foi publicada em 15 de dezembro na revista Anais da Academia Nacional de Ciências.
