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Laboratório um passo mais perto de entender como a vida começou na Terra
Pesquisadores do laboratório do professor de bioquímica e biologia molecular da SFU Peter Unrau estão trabalhando para fazer avançar a Hipótese do Mundo de RNA em resposta a questões fundamentais sobre o início da vida.
Por Simon Fraser University - 19/03/2021


Pixabay

Como a vida começou na Terra e poderia existir em outro lugar? Pesquisadores da Simon Fraser University isolaram uma pista genética - uma enzima conhecida como RNA polimerase - que fornece novos insights sobre as origens da vida. A pesquisa foi publicada hoje na revista Science .

Pesquisadores do laboratório do professor de bioquímica e biologia molecular da SFU Peter Unrau estão trabalhando para fazer avançar a Hipótese do Mundo de RNA em resposta a questões fundamentais sobre o início da vida.

A hipótese sugere que a vida em nosso planeta começou com moléculas de ácido ribonucléico (RNA) autorreplicantes , capazes não só de transportar informação genética, mas também de conduzir reações químicas essenciais para a vida, antes da evolução do ácido desoxirribonucléico (DNA) e proteínas, que agora desempenha ambas as funções dentro de nossas células.

Por meio de um processo de evolução in vitro em laboratório, a equipe isolou uma ribozima de polimerase de RNA baseada em promotor - uma enzima capaz de sintetizar RNA usando RNA como modelo - que possui capacidades de fixação processiva que são equivalentes às proteínas polimerases dos dias modernos .

"Esta RNA polimerase tem muitas das características das proteínas polimerases modernas; ela foi desenvolvida para reconhecer um promotor de RNA e, posteriormente, para copiar o RNA processamente", diz Unrau. "O que nossa descoberta implica é que enzimas de RNA semelhantes no início da evolução da vida também podem ter manifestado tais características biológicas sofisticadas."

Há evidências que sugerem que o RNA veio antes do DNA e das proteínas. Por exemplo, o ribossomo, a 'máquina' que faz as proteínas em nossas células, é construído a partir de RNA. No entanto, as proteínas são melhores em catalisar reações.

Isso levou os especialistas a teorizar que essa máquina foi uma invenção do mundo tardio do RNA que nunca foi descartada pela evolução.

O DNA também é feito de RNA. Uma vez que o RNA é um pau para toda obra e pode desempenhar as funções tanto da proteína quanto do DNA, isso sugere que o DNA e as proteínas evoluíram mais tarde como uma 'atualização' para aumentar as funções celulares originalmente suportadas pelo RNA.

A ribozima de polimerase de fixação descoberta pelo laboratório de Unrau, localizado no campus de Burnaby da SFU, indica que a replicação de RNA por catalisadores de RNA de fato pode ter sido possível nessa vida primitiva.

O objetivo de longo prazo de Unrau e sua equipe é construir um sistema de autoevolução no laboratório. Isso envolveria a criação de uma ribozima de RNA polimerase que também pode se replicar e se sustentar, para obter uma compreensão mais profunda de como os primeiros organismos baseados em RNA surgiram.

"Se pudéssemos criar um sistema vivo e em evolução baseado em RNA em laboratório, teríamos feito algo bastante notável, algo que provavelmente nunca existiu desde o início da vida neste planeta", diz Unrau, que escreveu o Artigo científico com SFU Ph.D. aluno Razvan Cojocaru.

"Ao compreender a complexidade fundamental da vida, em laboratório, podemos começar a estimar as chances de vida em outros planetas e determinar a probabilidade de que planetas como Marte tenham ou ainda tenham o potencial de abrigar vida."

 

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