Os pesquisadores descobriram uma molécula de RNA, chamada QT45, que executa quase todas as etapas necessárias para a auto-replicação – um processo crucial na principal teoria de como a vida começou. Esta descoberta fornece fortes evidências que apoiam a hipótese do “mundo do ARN”, que postula que o ARN, e não o ADN, foi o material genético primário no início da vida. A descoberta é significativa porque demonstra que uma molécula relativamente simples pode catalisar as reações necessárias para se copiar, mesmo que não simultaneamente nas experiências atuais.
A hipótese mundial do RNA e o desafio da autorreplicação
Durante décadas, os cientistas teorizaram que a vida se originou a partir de moléculas de RNA capazes de se auto-replicar. O RNA, ao contrário do DNA, pode armazenar informações genéticas e atuar como uma enzima, catalisando reações químicas. Esta dupla função torna-o um excelente candidato para as primeiras formas de vida. No entanto, encontrar uma molécula de RNA que se auto-replique de forma confiável tem sido um grande obstáculo. Tentativas anteriores exigiam estruturas de RNA grandes e complexas que provavelmente não teriam se formado espontaneamente na Terra primitiva.
QT45: Um avanço na simplicidade
A equipe de pesquisa, liderada por Philipp Holliger do Laboratório de Biologia Molecular MRC, contornou essa complexidade procurando sequências de RNA menores e mais simples. Começando com um trilhão de sequências aleatórias de 20 a 40 nucleotídeos, eles identificaram três que poderiam unir nucleotídeos. Através de repetidos ciclos de mutação e selecção, eles evoluíram para uma molécula de 45 nucleótidos (QT45) que pode agora catalisar a criação de cadeias complementares de ARN, incluindo sequências que espelham as suas próprias.
Principais conclusões:
- QT45 pode montar cadeias curtas de nucleotídeos, copiando efetivamente modelos de RNA.
- A molécula pode fazer cópias de si mesma a partir dessas cadeias complementares.
- Embora a autorreplicação completa (ambas as reações acontecendo simultaneamente) ainda não tenha sido alcançada, ela está ao nosso alcance.
Por que isso é importante: condições na Terra primitiva
As condições necessárias para o funcionamento do QT45 – água alcalina logo acima do ponto de congelamento – assemelham-se muito aos ambientes que existiam na Terra primitiva, como regiões semelhantes às da Islândia, com atividade hidrotérmica e ciclos de congelamento e degelo. Esses ciclos teriam fornecido a energia necessária para conduzir as reações, enquanto bolsões de água derretida ou vesículas de ácidos graxos poderiam conter os componentes necessários.
A descoberta do QT45 não envolve apenas a replicação do RNA em laboratório; revela como um sistema auto-otimizado poderia ter evoluído naturalmente. Como o processo introduz erros, algumas variações inevitavelmente funcionarão melhor, levando à replicação exponencial das cadeias mais bem-sucedidas.
“O mais interessante é que, uma vez que o sistema comece a se auto-replicar, ele deverá se tornar auto-otimizado”, diz Holliger.
Etapas Futuras e Validação de Especialistas
A equipe planeja evoluir ainda mais o QT45 e explorar condições que permitam a replicação simultânea. Os especialistas concordam que este é um avanço significativo. Sabine Müller, da Universidade de Greifswald, observa que os resultados são “excepcionais”, enquanto Zachary Adam, da Universidade de Wisconsin-Madison, enfatiza a improbabilidade de encontrar o QT45 entre um número “inimaginavelmente grande” de sequências possíveis.
A descoberta do QT45 marca um momento crucial na compreensão das origens da vida, provando que a auto-replicação através do ARN não é apenas teórica, mas comprovadamente alcançável com estruturas moleculares relativamente simples.
