A hipótese do mundo de RNA propõe que moléculas formadas por ácidos ribonucleicos (RNA) foram responsáveis por dar a largada na evolução e, por consequência, em toda a vida na Terra - e cientistas acabaram de encontrar uma nova evidência crucial que reforça essa ideia.
Entender como a vida complexa surgiu a partir de blocos de construção químicos simples é um desafio enorme com o qual pesquisadores vêm lidando há anos.
Um dos questionamentos persistentes sobre a hipótese do mundo de RNA é que moléculas de RNA capazes de se copiar (e, assim, iniciar a vida) seriam grandes e sofisticadas demais para aparecer espontaneamente.
É aí que entra uma molécula de RNA apelidada de Quite Tiny 45 (QT45), descrita em um estudo liderado por uma equipe do Laboratório de Biologia Molecular do Medical Research Council (MRC), no Reino Unido.
A QT45 é o que se chama de ribozima polimerase: um RNA que consegue atuar como enzima, acelerando reações químicas para ajudar a construir moléculas a partir de moldes genéticos.
Os pesquisadores também mostraram que ela consegue chegar perto da autorreplicação ao copiar sua fita complementar (uma sequência em “espelho” da molécula de RNA original) e, em seguida, usar essa fita para produzir uma cópia de si mesma em uma reação separada.
Isso ainda não é autorreplicação completa, mas demonstra dois passos centrais do processo - cada um realizado individualmente. E tudo isso ocorre em uma molécula pequena e simples o bastante para possivelmente ter existido antes da própria vida. Quando o material genético consegue se copiar, a vida pode começar.
"Esta pesquisa oferece um vislumbre de como podem ter sido os primeiros passos da vida e aprofunda nossa compreensão das moléculas fundamentais que sustentam todos os sistemas vivos", diz o bioquímico Edoardo Gianni, do Laboratório de Biologia Molecular do MRC.
Hoje, na prática, o RNA “terceiriza” a tarefa de autorreplicação para as proteínas. Cientistas já demonstraram que grupos de moléculas de RNA conseguem criar cópias de si mesmos - porém, até agora, essas moléculas (produzidas em experimentos de laboratório) eram grandes e complexas demais para que fosse plausível que tivessem se formado no caldo primordial.
Para chegar a algo menor e mais simples como a QT45, os pesquisadores montaram reservatórios de líquido especialmente projetados e mantidos em temperaturas congelantes. Nesses reservatórios havia 1 trilhão de sequências de RNA, todas aleatórias e extremamente curtas: a intenção era observar se alguma combinação teria capacidade de copiar e “costurar” blocos de construção de RNA.
Após várias rodadas de testes e refinamentos, surgiu a QT45. Análises e experimentos adicionais indicaram que, em condições otimizadas, a molécula de RNA conseguiu sintetizar a si mesma (ao longo de 72 dias), além de outros moldes de RNA de complexidade crescente - uma capacidade e uma versatilidade particularmente animadoras para a hipótese do mundo de RNA.
"Ao identificar um RNA pequeno, toda a ideia de que um RNA autorreplicante surgiu espontaneamente se torna muito mais provável e, graças ao seu tamanho, ele conseguiu copiar tudo de si mesmo e de seu molde - ao contrário de trabalhos anteriores, nos quais apenas pequenas partes eram copiadas", diz Gianni.
Embora isso ainda não represente autorreplicação total, a QT45 mostrou que consegue executar dois dos passos mais difíceis. Ainda foi necessária uma certa “mão do laboratório” por parte dos pesquisadores para montar um ciclo completo como o que seria exigido na natureza.
O próximo objetivo do grupo é aumentar tanto a velocidade quanto o rendimento do processo de cópia da QT45 - no momento, ainda leva um tempo relativamente longo para gerar uma quantidade relativamente pequena de material, embora tudo isso ainda esteja em fases muito iniciais.
Mesmo com obstáculos pela frente, agora estamos consideravelmente mais perto de compreender como a vida pode ter se formado desde o começo e de como a hipótese do mundo de RNA pode ter se desenrolado.
Essas descobertas também são relevantes para a busca por vida em outras partes do Universo. Quando tivermos um quadro completo do que transformou substâncias químicas básicas em vida aqui na Terra, os cientistas estarão mais bem preparados para reconhecer esse mesmo quadro em luas e planetas distantes.
"Além de sua importância científica, a descoberta também tem implicações em relação à probabilidade de a vida surgir espontaneamente e se processos semelhantes poderiam ocorrer em outros planetas", diz Gianni.
A pesquisa foi publicada na revista Science.
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