Cientistas revelam como as primeiras células podem ter se formado na Terra
Cientistas do Instituto de Pesquisa Scripps revelaram recentemente uma teoria interessante sobre a origem das primeiras células na Terra. Eles acreditam que, há cerca de 4 bilhões de anos, a Terra começou a criar um ambiente propício para a vida. Uma pergunta frequente entre os especialistas em origem da vida é se a química da Terra primitiva era semelhante à necessária para a vida atual. Estudos anteriores sugeriam que as protocélulas, que são agregados esféricos de gorduras, foram os precursores das células nesse período inicial da vida. Porém, o processo exato pelo qual as protocélulas surgiram e evoluíram para dar origem à vida na Terra era desconhecido.
A equipe do Scripps Research identificou um caminho viável que explica como as protocélulas podem ter se formado e evoluído quimicamente para suportar diversas funções. De acordo com um estudo publicado em 29 de fevereiro de 2024 na revista Chem, um processo químico conhecido como fosforilação, que envolve a adição de grupos fosfato às moléculas, pode ter ocorrido mais cedo do que se pensava. Isso teria resultado em protocélulas de dupla cadeia mais complexas, capazes de realizar reações químicas e se dividir, possuindo diversas funcionalidades.
Ramanarayanan Krishnamurthy, Ph.D., professor no Departamento de Química do Scripps Research, e coautor sênior do estudo, junto com sua equipe, exploraram a ideia de que os fosfatos, que são essenciais em quase todas as reações químicas do corpo, podem ter sido incorporados em estruturas semelhantes a células mais cedo do que se acreditava. Essa descoberta contribui para o entendimento dos ambientes químicos da Terra primitiva e ajuda a explicar as origens e a evolução inicial da vida.
Krishnamurthy, que também lidera uma iniciativa da NASA sobre a origem da vida, trabalhou com Ashok Deniz, Ph.D., biofísico de matéria mole do mesmo instituto, para estudar a possível participação dos fosfatos na formação das protocélulas. Eles experimentaram com ácidos graxos e glicerol, que poderiam ter existido na Terra primitiva, para criar misturas químicas que se assemelham a vesículas, estruturas esféricas similares às protocélulas. As misturas foram submetidas a ciclos de resfriamento e aquecimento, além de agitação, para facilitar reações químicas.
Ao utilizar corantes fluorescentes, a equipe conseguiu observar a formação de vesículas. Eles também testaram diferentes pHs e proporções de componentes, além do impacto de íons metálicos e temperatura na estabilidade das vesículas. Os resultados indicaram que ácidos graxos e glicerol podem ter passado por fosforilação, formando uma estrutura de dupla cadeia mais estável. Curiosamente, isso pode ter levado à formação de vesículas com diversas tolerâncias a íons metálicos, temperaturas e pH, um passo fundamental na diversificação evolutiva.
Sunil Pulletikurti, pesquisador pós-doutorado no laboratório de Krishnamurthy e primeiro autor do estudo, observou que as vesículas conseguiram transitar de um ambiente de ácido graxo para um ambiente de fosfolipídio, o que sugere que condições químicas similares poderiam ter existido na Terra há 4 bilhões de anos.
Deniz expressou entusiasmo ao descobrir esse caminho plausível para a emergência de fosfolipídios, destacando a importância de entender as químicas iniciais que possibilitaram a vida na Terra. Além disso, ele mencionou o papel fundamental da física nesse processo evolutivo.
Para futuras pesquisas, a equipe planeja investigar o comportamento das vesículas, especialmente por que algumas se fundiram enquanto outras se dividiram, para compreender melhor os processos dinâmicos das protocélulas. [Phys]
