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Sábado, Julho 2, 2022

Os blocos de construção da vida podem se formar na poeira espacial, oferecendo pistas sobre as origens da vida

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Novas pesquisas propõem que a fonte da vida na Terra pode não estar em nosso planeta, mas, na verdade, na poeira espacial.

Nebulosa NGC 4038. Imagem via PxHere.

Pesquisadores da Friedrich-Schiller-Universitaet Jena, na Alemanha, relatam que peptídeos – proteínas de pequena escala – podem se formar em partículas de poeira sob condições presentes no espaço sideral. Como toda a vida em nosso planeta depende de proteínas, isso levanta a possibilidade de que os blocos de construção da vida não surgiram na Terra, mas foram semeados aqui do espaço sideral.

Os autores propõem nuvens moleculares cósmicas como uma possível fonte para esses primeiros peptídeos, embora atualmente seja impossível confirmar que esse foi o processo que semeou a vida na Terra ou identificar uma estrutura específica de onde eles vieram.

No espaço, no quantum – talvez

“A água desempenha um papel importante na forma convencional em que os peptídeos são criados [by the binding together of individual amino acids]”, diz o Dr. Serge Krasnokutski, do Laboratório de Astrofísica e Grupo de Física de Cluster do Instituto Max Planck de Astronomia da Universidade de Jena.

“Nossos cálculos químicos quânticos mostraram agora que o aminoácido glicina pode ser formado por meio de um precursor químico – chamado amino ceteno – combinando-se com uma molécula de água. Simplificando: neste caso, a água deve ser adicionada para a primeira etapa da reação e a água deve ser removida para a segunda.”

Os peptídeos são um bloco de construção essencial das células vivas como as conhecemos. Eles realizam uma variedade de funções dentro do corpo, como transportar substâncias, catalisar reações químicas e formar elementos estruturais dentro das células. Os peptídeos são cadeias de aminoácidos fundidas, e a ordem e o tipo de aminoácidos que formam a cadeia conferem ao peptídeo suas propriedades finais.

Eles são estruturas bastante complexas e ordenadas e provavelmente foram as primeiras moléculas bioquímicas maiores na Terra. Como tal, os pesquisadores estão ansiosos para entender como esses peptídeos surgiram.

Alguns outros blocos de construção da vida, incluindo aminoácidos, nucleobases e açúcares, já foram encontrados em meteoritos antes, o que nos deu alguma compreensão de que os tijolos básicos dos quais a matéria orgânica é composta podem se originar no espaço. No entanto, como dissemos antes, os peptídeos são complexos e altamente estruturados, por isso requerem condições muito específicas para se formar. Além disso, essas condições precisam mudar durante o processo: primeiro, a água deve estar presente; deve então ser removido.

A equipe de Krasnokutski conseguiu mostrar uma via de reação pela qual a produção de peptídeos pode ocorrer em condições cósmicas, em um processo que não requer água líquida.

“Em vez de fazer o desvio químico em que os aminoácidos são formados, queríamos descobrir se as moléculas de amino ceteno não poderiam ser formadas e se combinarem diretamente para formar peptídeos”, diz Krasnokutski. “E fizemos isso nas condições que prevalecem nas nuvens moleculares cósmicas, ou seja, nas partículas de poeira no vácuo, onde os produtos químicos correspondentes estão presentes em abundância: carbono, amônia e monóxido de carbono.”

A equipe validou sua teoria por meio de experimentos usando uma câmara de ultra-alto vácuo. Esse experimento envolveu o uso de substratos que imitam a poeira cósmica, que foi misturada com carbono, amônia e monóxido de carbono. Tudo foi então mantido a um quadrilionésimo da pressão normal do ar e menos 263 graus Celsius para imitar as condições no espaço sideral.

O peptídeo poliglicina formado a partir do substrato sob essas condições ambientais, explica a equipe – a poliglicina é composta por cadeias de várias moléculas de glicina, um aminoácido e, portanto, é um peptídeo. A molécula peptídica mais longa que a equipe observou consistia em onze unidades de aminoácidos ligadas entre si. A equipe relata ainda que eles identificaram o aminoácido ceteno na amostra de substrato. O ceteno é uma molécula instável, mas altamente útil para a vida biológica, pois serve como um catalisador chave na produção de outros compostos essenciais.

“O fato de a reação poder ocorrer em temperaturas tão baixas se deve ao fato de as moléculas de aminoceteno serem extremamente reativas. Combinam-se entre si numa polimerização eficaz. O produto disso é a poliglicina”, explica Krasnokutski. “No entanto, foi surpreendente para nós que a polimerização do amino ceteno pudesse acontecer tão facilmente sob tais condições.”

“Isso porque uma barreira energética realmente precisa ser superada para que isso aconteça. No entanto, pode ser que sejamos ajudados nisso por um efeito especial da mecânica quântica. Nesta etapa especial da reação, um átomo de hidrogênio muda de lugar. No entanto, é tão pequeno que, como partícula quântica, não conseguiu superar a barreira, mas simplesmente conseguiu atravessá-la, por assim dizer, através do efeito de tunelamento”.

Pode ser um pouco difícil entender esses resultados, por mais empolgantes que sejam para pesquisadores que investigam as origens da vida. Basta dizer que o que a equipe descobriu é que alguns dos blocos básicos de construção da vida se formam facilmente no espaço sideral se certos materiais estiverem presentes. Embora esses resultados não provem que a vida na Terra se origine no espaço, eles dão aos pesquisadores amplos motivos para considerar o cosmos como uma fonte provável.

No final, pode ser que cheguemos à conclusão de que a vida na Terra é espacial – e descobertas como essas podem ser lembradas como o primeiro passo para essa conclusão.

Também levanta uma possibilidade excitante; se tais moléculas podem se formar no espaço, não há razão para acreditar que a Terra foi o único planeta semeado com elas. Em outras palavras, as descobertas devem aumentar nossa confiança de que há vida em outros planetas. A única coisa que resta ver agora é se a encontramos ou não.

O artigo “Um caminho para os peptídeos no espaço através da condensação do carbono atômico” foi Publicados no jornal Astronomia da Natureza.



Fonte original deste artigo

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