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Origem da vida
Андрей Тихомиров
A vida como a conhecemos е baseada em uma complexa rede de intera??es em cеlulas biolоgicas que realizam a transfer?ncia de informa??es genеticas dos аcidos nucleicos para as prote?nas. Este processo е universal para todos os organismos celulares, sem exce??o, е a base da bioss?ntese de macromolеculas.
Андрей Тихомиров
Origem da vida
Biоlogos alem?es provaram experimentalmente que as molеculas de RNA de transporte podem se tornar o principal elemento na evolu??o das primeiras formas de vida. Sob certas condi??es, eles s?o capazes de se reunir em unidades funcionais que reproduzem a informa??o genеtica exponencialmente.
A transfer?ncia da informa??o genеtica е realizada sequencialmente: primeiro do DNA para o RNA (esse processo е chamado de transcri??o) e, em seguida, a s?ntese protеica (tradu??o) е realizada na matriz do RNA. Em uma opera??o conhecida como replica??o, as prote?nas duplicam a informa??o genеtica codificada em molеculas de DNA e armazenada no n?cleo da cеlula, distribuindo-a igualmente entre duas cеlulas filhas durante a divis?o, e o processo se repete.
O paradoxo do dogma central da biologia molecular е que jа no primeiro estаgio, compostos proteicos complexos – enzimas atuam como catalisadores da transcri??o: em determinada se??o, a dupla hеlice do DNA е desenrolada sob a a??o de enzimas, e uma das cadeias torna-se uma matriz para a constru??o da chamada matriz, ou RNA informacional (mRNA), que ent?o participa da tradu??o.
Ou seja, no n?vel molecular, surge a velha quest?o sobre a origem da vida—o que era primаrio – um ovo ou uma galinha: as prote?nas s?o necessаrias para a transmiss?o da informa??o genеtica, mas sua prоpria s?ntese depende da transcri??o.
Biоlogos da Universidade Ludwig e Maximilian de Munique provaram experimentalmente pela primeira vez que pequenas mudan?as nas molеculas de RNA de transporte (tRNA) permitem que elas se montem em uma unidade funcional que pode reproduzir informa??es.
Assim, segundo os cientistas, o RNA de transporte atuando como intermediаrio entre o mRNA e as prote?nas poderia ser um elemento-chave na evolu??o das primeiras formas de vida: as molеculas de tRNA poderiam interagir autonomamente entre si para formar uma espеcie de Mоdulo de replica??o capaz de replicar exponencialmente as informa??es.
"Nossos estudos das primeiras formas de replica??o molecular e nossa descoberta da liga??o entre replica??o e Tradu??o nos aproximam da reconstru??o da origem da vida", disse um dos autores do estudo, Dieter Braun, em um comunicado ? imprensa da Universidade.
Para que tal sistema funcione, е necessаrio um ambiente de n?o equil?brio para lan?ar os processos f?sicos e qu?micos correspondentes, acreditam os cientistas. Portanto, todos os seus experimentos envolveram uma sequ?ncia repetida de flutua??es de temperatura.
Cada experimento come?ou com um modelo – uma estrutura de informa??o que consiste em dois tipos de sequ?ncias de nucleot?deos centrais. Os pesquisadores demonstraram que, sob condi??es que mudam periodicamente, uma estrutura binаria de modelo pode ser copiada muitas vezes. Tal mecanismo de replica??o poderia ter ocorrido em um microssistema hidrotermal na Terra primitiva.
Em particular, de acordo com os autores, um ambiente favorаvel para tais ciclos de rea??o poderia ter se desenvolvido em Rochas porosas no fundo do mar, onde as flutua??es naturais de temperatura est?o associadas ?s correntes de convec??o.
Os paleontоlogos descobriram fоsseis semelhantes a esponjas em recifes antigos com 890 milh?es de anos. Se os resultados forem confirmados, serа o achado mais antigo de organismos vivos multicelulares da Terra.
Acredita – se que os primeiros organismos multicelulares, que podem ser atribu?dos com seguran?a aos animais, surgiram na Terra hа cerca de 635 milh?es de anos, em Ediacaria-o ?ltimo per?odo geolоgico do Proterozоico. Estamos falando de vendobiontes – misteriosos organismos radialmente e bilateralmente simеtricos que levavam um estilo de vida sedentаrio ou sedentаrio.
No entanto, alguns cientistas acreditam que os primeiros animais da Terra foram esponjas – multicelulares marinhos presos ao fundo, que ainda hoje est?o espalhados pelo mundo.
Esponjas fоsseis antigas bem preservadas s?o conhecidas desde o per?odo Cambriano, que come?ou hа 541 milh?es de anos, mas anаlises filogenеticas e biomarcadores indicam que as esponjas existiam muito antes e, em rochas sedimentares com 750 milh?es de anos, os cientistas encontraram esp?culas de sil?cio – elementos do esqueleto mineralizado de esponjas.
A paleontоloga Canadense Elizabeth Turner, da Laurentian University, descobriu fоsseis extremamente semelhantes em estrutura a esponjas em recifes antigos no noroeste do Canadа. Os recifes pertencem a estruturas bacterianas, s?o compostos por carbonato de cаlcio e t?m 890 milh?es de anos.
Nas amostras de rocha, Turner identificou redes ramificadas de estruturas tubulares mineralizadas com calcita – carbonato de cаlcio cristalino. O pesquisador observou que essas estruturas s?o muito semelhantes ao esqueleto fibroso das esponjas cоrneas, que atualmente s?o utilizadas para a produ??o de esponjas para lavagem.
O autor acredita que essas estruturas podem ser os restos fossilizados de esponjas de chifre que viveram em recifes de carbonato por mais 90 milh?es de anos antes que o n?vel de oxig?nio na Terra subisse para concentra??es consideradas necessаrias para manter a vida animal.
Se as suposi??es do cientista forem confirmadas, descobrirа que a evolu??o dos primeiros animais em nosso planeta ocorreu independentemente da oxigena??o – satura??o de oxig?nio da atmosfera, e os primeiros organismos foram capazes de sobreviver ?s glacia??es globais mais severas do per?odo criog?nico da histоria da Terra, que ocorreram entre 720 e 635 milh?es de anos atrаs.
A julgar pelos resultados da reconstru??o micropetrogrаfica, a esponja mais antiga era um organismo semelhante a um verme preso com um tamanho dos primeiros mil?metros a um cent?metro, que vivia na superf?cie ou no interior de recifes constru?dos por cianobactеrias calcificadoras-fotossintetizadores.
A raridade dos achados de esponjas da idade Neoproterozоica е explicada pelo fato de que, muito provavelmente, elas n?o possu?am esqueletos mineralizados – siliciosos ou calcаrios, mas consistiam exclusivamente em compostos de prote?na – espongina ou queratina. Por isso, acredita o cientista, em depоsitos antigos е preciso procurar N?o elementos esquelеticos – esp?culas—, mas impress?es de tecidos moles que preservaram a estrutura. Os paleontоlogos jа conheceram essas estruturas antes, mas as interpretaram como col?nias fоsseis de algas ou protozoаrios.
A biosfera formou 3,5-4,5 bilh?es. anos atrаs, representa um sistema coerente. Qualquer altera??o nas conex?es nele leva a uma viola??o de sua estrutura como um todo, bem como links individuais, atе a perda de alguns deles da Biosfera.
Todos os segredos de um organismo vivo s?o estabelecidos pela natureza na cеlula do zigoto, formada a partir da fus?o dos princ?pios feminino e masculino. Tem a fun??o de criar mais de 100 outras cеlulas que comp?em qualquer organismo vivo. O processo de desenvolvimento da matеria viva vai em uma dire??o – do nascimento ao envelhecimento e destrui??o.
As descobertas cient?ficas da qu?mica evolutiva e da biologia d?o motivos para afirmar a unidade da natureza viva e inanimada. O surgimento da matеria viva a partir do inanimado causa a completa depend?ncia do primeiro do segundo. E experimentos conduzidos sob a orienta??o do acad?mico A. I. Oparin sobre a reprodu??o artificial da vida a partir da natureza inanimada mostraram que, sob condi??es apropriadas, a vida deve inevitavelmente surgir em qualquer lugar do vasto universo. No entanto, a natureza raramente cria tais condi??es.
O auge da cria??o da natureza que conhecemos foi o aparecimento do homem na Terra. Atе agora, essa е a ?nica criatura que tem consci?ncia de si mesma, lembra do passado, vive no presente: e pensa no futuro. Essa circunst?ncia obriga a pessoa a ter um cuidado extremamente cuidadoso com a preserva??o da vida na Terra. A natureza recompensou o homem com a raz?o e assim o tornou responsаvel por seu destino futuro, por tudo o que acontece na natureza viva e inanimada nas condi??es da Terra. E hoje jа chegou o momento em que todos os que vivem s?o obrigados a perceber seu envolvimento pessoal e responsabilidade pela preserva??o da biosfera como seu prоprio habitat.
