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Origem da Vida Origem da Vida

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Origem da Vida. Definições. “Um ser vivo é qualquer sistema químico com capacidades evolutivas ilimitadas.” (Peretó) ‏ “Sistema químico auto-sustentável capaz de evolução darwiniana.” (Cientistas da Nasa). Definições. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: Origem da Vida

Origem da VidaOrigem da Vida

Page 2: Origem da Vida

DefiniçõesDefinições

““Um ser vivo é qualquer sistema Um ser vivo é qualquer sistema químico com capacidades evolutivas químico com capacidades evolutivas ilimitadas.” (Peretó)ilimitadas.” (Peretó)

““Sistema químico auto-sustentável Sistema químico auto-sustentável capaz de evolução darwiniana.” capaz de evolução darwiniana.” (Cientistas da Nasa) (Cientistas da Nasa)

Page 3: Origem da Vida

DefiniçõesDefinições ““Um membro da classe de fenômenos Um membro da classe de fenômenos

que são abertos ou sistemas contínuos que são abertos ou sistemas contínuos capazes de diminuir sua entropia interna capazes de diminuir sua entropia interna às expensas de substâncias ou de às expensas de substâncias ou de energia livre tirada do ambiente e energia livre tirada do ambiente e subsequentemente rejeitada em uma subsequentemente rejeitada em uma forma degradada.” (John Bernal, Erwin forma degradada.” (John Bernal, Erwin Schrödinger, Eugene Wigner, John Avery)Schrödinger, Eugene Wigner, John Avery)

““Não existe nenhuma definição com a Não existe nenhuma definição com a qual eu concorde.” (Radu Popa)qual eu concorde.” (Radu Popa)

Page 4: Origem da Vida

Teorias sobre a Origem da VidaTeorias sobre a Origem da Vida No início do séc. XIX muitos ainda No início do séc. XIX muitos ainda

acreditavam na origem espontânea da acreditavam na origem espontânea da vida. Na década de 1860 , Louis Pasteur vida. Na década de 1860 , Louis Pasteur demonstrou que vida provém de vida.demonstrou que vida provém de vida.

Em 1924, Oparin publicou seu livro Em 1924, Oparin publicou seu livro The The Origin of LifeOrigin of Life onde propôs que a vida onde propôs que a vida começou por meio de sucessiva começou por meio de sucessiva acumulação de cada vez mais acumulação de cada vez mais complicadas populações moleculares complicadas populações moleculares dentro de gotículas de um coacervado. dentro de gotículas de um coacervado.

Page 5: Origem da Vida

Teorias sobre a Origem da Teorias sobre a Origem da VidaVida

Em 1953, Miller realizou um Em 1953, Miller realizou um experimento que simulava a experimento que simulava a atmosfera primitiva, bastante atmosfera primitiva, bastante redutora, com hidrogênio, metano, redutora, com hidrogênio, metano, amônia e vapor de água, os quais amônia e vapor de água, os quais passando por descargas elétricas passando por descargas elétricas produziam aminoácidos.produziam aminoácidos.

Estes aminoácidos tinham de ser Estes aminoácidos tinham de ser retirados de onde eram produzidos retirados de onde eram produzidos para não serem degradados.para não serem degradados.

Page 6: Origem da Vida

Teorias sobre a Origem da Teorias sobre a Origem da VidaVida

Hoje acredita-se que a atmosfera primitiva fosse neutra. Se houvesse sido redutora, teria desaparecido por ocasião do bombardeamento da Terra p/ meteoritos há cerca de 3,8 eons. Rochas sedimentares datadas deste tempo, compostas de carbonatos e formas oxidadas de ferro, não poderiam ter-se formado sob condições redutoras.

Page 7: Origem da Vida

Teorias sobre a Origem da Vida

Outra evidência seria a raridade de gases Outra evidência seria a raridade de gases inertes como neon na atmosfera da Terra. inertes como neon na atmosfera da Terra. O neon é muito abundante no Universo e O neon é muito abundante no Universo e em nuvens como a que teria formado a em nuvens como a que teria formado a Terra. Se a atmosfera houvesse sido Terra. Se a atmosfera houvesse sido redutora, quando se tornou neutra o neon redutora, quando se tornou neutra o neon teria permanecido e seria tão abundante teria permanecido e seria tão abundante quanto o nitrogênio.quanto o nitrogênio.

Page 8: Origem da Vida

Teorias sobre a Origem da Teorias sobre a Origem da VidaVida

A “teoria” de Oparin sobre a origem A “teoria” de Oparin sobre a origem da vida foi popular entre os da vida foi popular entre os cientistas por cerca de meio século, cientistas por cerca de meio século, conforme Dyson, “não porque conforme Dyson, “não porque houvesse qualquer evidência para houvesse qualquer evidência para apoiá-la, mas, antes, porque ela apoiá-la, mas, antes, porque ela parecia ser a única alternativa para o parecia ser a única alternativa para o criacionismo bíblico”.criacionismo bíblico”.

Page 9: Origem da Vida

Teorias sobre a Origem da Teorias sobre a Origem da VidaVida

Existem hoje, basicamente, duas Existem hoje, basicamente, duas hipóteses para a origem da vida hipóteses para a origem da vida através da evolução química das através da evolução química das moléculas: origem através da moléculas: origem através da replicação e origem metabólica.replicação e origem metabólica.

Page 10: Origem da Vida

Origem através da Origem através da ReplicaçãoReplicação

Até o final da déc. de 1960 dilema: quem Até o final da déc. de 1960 dilema: quem surgiu primeiro, proteínas ou DNA?surgiu primeiro, proteínas ou DNA?

Déc. de 1960, Carl Woese, Francis Crick e Déc. de 1960, Carl Woese, Francis Crick e Leslie Orgel: moléculas de RNA além da Leslie Orgel: moléculas de RNA além da função informacional, função enzimática.função informacional, função enzimática.

Déc. de 1970, Harold White III: vida Déc. de 1970, Harold White III: vida primitiva baseada em RNA.primitiva baseada em RNA.

Déc. De 1980: Thomas R. Cech e Sidney Déc. De 1980: Thomas R. Cech e Sidney Altman: ribozimas.Altman: ribozimas.

Page 11: Origem da Vida

Células: Compõem os organismos, tamanhos e formas variadas.

Page 12: Origem da Vida
Page 13: Origem da Vida
Page 14: Origem da Vida

Replicação, transcrição e tradução do DNA

Page 15: Origem da Vida

O Sonho do Biólogo O Sonho do Biólogo Molecular Molecular

Bases nucleosídicas + açúcares → reações prebióticas

Nucleotídeos (bases, açúcares, fosfatos) → acumularam em pequena poça

Mineral catalisador (montmorilonita) catalisaria formação de polinucleotídeos

Riboenzima Seleção Natural

Page 16: Origem da Vida

Problemas do “Sonho”Problemas do “Sonho”

Joyce (2002) : taxa de formação X taxa de degradação

Produção de açúcar (ribose) purinas (adenina e guanina) e pirimidinas (citosina e uracil) é ineficiente.

Síntese de nucleosídeos: de adenina um produto menor, de citosina a partir de improvável molécula prebiótica.

Fosforilação de nucleosídeos → mistura complexa de mono e polifosfatos isoméricos.

Page 17: Origem da Vida

Problemas do “Sonho”Problemas do “Sonho”

Polimerização de nucleotídeos → produtos com ligações fosfodiéster mistas

Page 18: Origem da Vida

Problemas do “Sonho”Problemas do “Sonho”

Polimerização de nucleotídeos → produtos com ligações fosfodiéster mistas

Page 19: Origem da Vida

Problemas do “Sonho” Problemas do “Sonho”

Replicação de RNA → inibição cruzada enantiomérica

Page 20: Origem da Vida

Problemas do “Sonho”Problemas do “Sonho”

Replicação de RNA → fosforimidazolídeos em pequena quantidade no ambiente prebiótico.

Riboenzimas: moléculas até 14 nucleotídeos; produto não pode ser separado da reação de cópia.

Page 21: Origem da Vida

Problemas do “Sonho”Problemas do “Sonho”

“O principal obstáculo para se O principal obstáculo para se entender a origem da vida baseada em entender a origem da vida baseada em

RNA é identificar um mecanismo RNA é identificar um mecanismo plausível para vencer a bagunça plausível para vencer a bagunça

produzida pela química prebiótica.” produzida pela química prebiótica.” (Joyce, 2002.)(Joyce, 2002.)

Para a maioria dos pesquisadores, a Para a maioria dos pesquisadores, a síntese prebiótica de RNA parece síntese prebiótica de RNA parece

impossível, procura-se por um outro impossível, procura-se por um outro polímero mais simples.polímero mais simples.

Page 22: Origem da Vida

““Os aspectos positivos do Mundo de Os aspectos positivos do Mundo de RNA incentivaram Gerald Joyce do RNA incentivaram Gerald Joyce do Scripps Research Institute e Leslie Scripps Research Institute e Leslie Orgel do Salk Institute a retratá-lo Orgel do Salk Institute a retratá-lo como 'o sonho do biólogo molecular' como 'o sonho do biólogo molecular' em um volume devotado a este em um volume devotado a este tópico. Eles também usaram o termo tópico. Eles também usaram o termo 'o pesadelo do químico prebiótico' 'o pesadelo do químico prebiótico' para descrever outra parte do para descrever outra parte do quadro: como este primeiro RNA quadro: como este primeiro RNA auto-replicante surgiu? “ (Robert auto-replicante surgiu? “ (Robert Shapiro, 2007.)Shapiro, 2007.)

Page 23: Origem da Vida

““Enormes obstáculos bloqueiam o Enormes obstáculos bloqueiam o quadro de Gilbert da origem da vida, quadro de Gilbert da origem da vida, o suficiente para levar outro o suficiente para levar outro ganhador do prêmio Nobel, Christian ganhador do prêmio Nobel, Christian De Duve da Rockefeller University, a De Duve da Rockefeller University, a perguntar retoricamente: 'Deus fez o perguntar retoricamente: 'Deus fez o RNA?'” (Robert Shapiro, 2007.)RNA?'” (Robert Shapiro, 2007.)

Page 24: Origem da Vida

Problemas p/ a formação Problemas p/ a formação prebiótica de RNA (Shapiro):prebiótica de RNA (Shapiro): Existem muitas combinações Existem muitas combinações

possíveis para as conexões entre os possíveis para as conexões entre os componentes da molécula de RNA componentes da molécula de RNA podendo produzir milhares de podendo produzir milhares de nucleotídeos plausíveis.nucleotídeos plausíveis.

Ao contrário do que creem alguns Ao contrário do que creem alguns cientistas (espécie de vitalismo cientistas (espécie de vitalismo molecular), a natureza tende a formar molecular), a natureza tende a formar moléculas com poucos carbonos. moléculas com poucos carbonos. Moléculas maiores tendem a ser Moléculas maiores tendem a ser insolúveis e pobres em hidrogênio.insolúveis e pobres em hidrogênio.

Page 25: Origem da Vida

Problemas p/ a formação Problemas p/ a formação prebiótica de RNA (Shapiro):prebiótica de RNA (Shapiro): Aminoácidos encontrados em Aminoácidos encontrados em

experimentos com descarga elétrica experimentos com descarga elétrica são muito menos complexos do que são muito menos complexos do que nucleotídeos. Os aminoácidos e nucleotídeos. Os aminoácidos e outras subst. produzidos no outras subst. produzidos no experimento de Miller continham 2 ou experimento de Miller continham 2 ou 3 carbonos. Nenhum nucleotídeo ou 3 carbonos. Nenhum nucleotídeo ou nucleosídeo já foi produzido nestes nucleosídeo já foi produzido nestes experimentos ou encontrado em experimentos ou encontrado em meteoritos.meteoritos.

Page 26: Origem da Vida

Problemas p/ a formação Problemas p/ a formação prebiótica de RNA (Shapiro):prebiótica de RNA (Shapiro):

Foi criada a disciplina Síntese Foi criada a disciplina Síntese Prebiótica em que se tentou mostrar Prebiótica em que se tentou mostrar que RNA e seus componentes podem que RNA e seus componentes podem ser criados em laboratório. Subst. org. ser criados em laboratório. Subst. org. produzidas em experimentos c/ produzidas em experimentos c/ descarga elet. ou encontradas em descarga elet. ou encontradas em meteoritos, em qualquer quantidade e meteoritos, em qualquer quantidade e mesmo como parte de uma mistura mesmo como parte de uma mistura complexa, classificadas como complexa, classificadas como prebióticas, podem ser usadas de prebióticas, podem ser usadas de forma pura, em qualquer quant. em forma pura, em qualquer quant. em outra reação prebiótica.outra reação prebiótica.

Page 27: Origem da Vida

Problemas p/ a formação Problemas p/ a formação prebiótica de RNA (Shapiro)prebiótica de RNA (Shapiro):: Na química sintética tradicional Na química sintética tradicional

podem se utilizar kg de material para podem se utilizar kg de material para se obter mg do produto. Isto se obter mg do produto. Isto demonstra que seres humanos podem demonstra que seres humanos podem produzir (ineficientemente) subst. produzir (ineficientemente) subst. encontradas na natureza. encontradas na natureza. Infelizmente, nem químicos nem Infelizmente, nem químicos nem laboratórios estavam presentes na laboratórios estavam presentes na Terra primitiva para produzirem RNA.Terra primitiva para produzirem RNA.

Page 28: Origem da Vida

Problemas p/ a formação Problemas p/ a formação prebiótica de RNA (Shapiro):prebiótica de RNA (Shapiro): Exemplo de síntese prebiótica Exemplo de síntese prebiótica

((NatureNature, 1995) : citosina foi preparada , 1995) : citosina foi preparada aquecendo-se 2 subst. a 100 RC em um aquecendo-se 2 subst. a 100 RC em um tubo selado p/ cerca de 1 dia. tubo selado p/ cerca de 1 dia. Cianoacetaldeído, um dos reagentes, Cianoacetaldeído, um dos reagentes, pode se combinar com outras subst. pode se combinar com outras subst. que podiam estar presentes na Terra que podiam estar presentes na Terra primitiva. Estes competidores foram primitiva. Estes competidores foram excluídos e conc. extrem. alta foi excluídos e conc. extrem. alta foi necessária para induzir uréia (outro necessária para induzir uréia (outro reag.) a reagir.reag.) a reagir.

Page 29: Origem da Vida

Problemas p/ a formação Problemas p/ a formação prebiótica de RNA (Shapiro):prebiótica de RNA (Shapiro):

Exemplo de síntese prebiótica (cont.): Exemplo de síntese prebiótica (cont.): O produto, citosina, podia se auto-O produto, citosina, podia se auto-destruir por simples reação com a destruir por simples reação com a água. Qdo. a conc. de uréia era água. Qdo. a conc. de uréia era diminuída ou se permitia que a reação diminuída ou se permitia que a reação prosseguisse, toda citosina era prosseguisse, toda citosina era destruída. P/ alta conc. de uréia destruída. P/ alta conc. de uréia invocou-se a noção de lagoa seca. invocou-se a noção de lagoa seca. Calcula-se que 1 grande lagoa teria Calcula-se que 1 grande lagoa teria que evaporar até uma poça sem perda que evaporar até uma poça sem perda de conteúdo. “Não existe algo assim”. de conteúdo. “Não existe algo assim”.

Page 30: Origem da Vida

Problemas p/ a formação Problemas p/ a formação prebiótica de RNA (Shapiro):prebiótica de RNA (Shapiro):

No mesmo espírito da “lagoa seca”, No mesmo espírito da “lagoa seca”, outros químicos têm invocado lagos outros químicos têm invocado lagos glaciais congelados, reservatórios de glaciais congelados, reservatórios de água fresca em flancos de montanha, água fresca em flancos de montanha, correntes fluindo, praias, desertos correntes fluindo, praias, desertos secos, aquíferos vulcânicos e o oceano secos, aquíferos vulcânicos e o oceano inteiro (congelados ou aquecidos qdo. inteiro (congelados ou aquecidos qdo. necessário) para apoiar a existência necessário) para apoiar a existência da sopa de nucleotídeos para a da sopa de nucleotídeos para a síntese de RNA na Terra primitiva.síntese de RNA na Terra primitiva.

Page 31: Origem da Vida

Problemas p/ a formação Problemas p/ a formação prebiótica de RNA (Shapiro):prebiótica de RNA (Shapiro): Para fugir destas dificuldades, muitos Para fugir destas dificuldades, muitos

químicos optaram por um replicador químicos optaram por um replicador mais simples que teria surgido mais simples que teria surgido primeiro. Foram propostas variações primeiro. Foram propostas variações em que as bases, o açúcar ou toda a em que as bases, o açúcar ou toda a espinha dorsal do RNA foram espinha dorsal do RNA foram substituídos por subst. mais simples.substituídos por subst. mais simples.

O aparecimento espontâneo de tal O aparecimento espontâneo de tal replicador enfrenta impossibilidades replicador enfrenta impossibilidades que tornam diminutas as envolvidas que tornam diminutas as envolvidas na prepar. de uma sopa de nucleot.na prepar. de uma sopa de nucleot.

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Dificuldades p/ a formação Dificuldades p/ a formação de outro replicador :de outro replicador :

Supondo-se que 1 sopa com todos os componentes de todos estes replicadores se tivesse reunido sob condições favoráveis a sua formação, aglomerados de componentes defeituosos poderiam arruinar a cadeia como replicador. Uma unidade falha seria um terminador, 1 componente com apenas 1 “braço” para apoiar o crescimento da cadeia. Unidades se combinariam ao acaso produzindo curtos híbridos em vez da cadeia longa uniforme c/ funções catalit. e de replic.

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Analogia (ShapiroAnalogia (Shapiro)

Jogador de golfe jogou uma bola através Jogador de golfe jogou uma bola através de 1 rota de 18 buracos, então presume de 1 rota de 18 buracos, então presume que a bola jogaria a si mesma por esta que a bola jogaria a si mesma por esta rota. Ele mostrou a possibilidade, só é rota. Ele mostrou a possibilidade, só é preciso imaginar uma combinação de preciso imaginar uma combinação de forças (terremotos, ventos e inundações, forças (terremotos, ventos e inundações, p.ex.) que produziriam esse resultado p.ex.) que produziriam esse resultado dado tempo suficiente. Nenhuma lei física dado tempo suficiente. Nenhuma lei física precisa ser violada para a formação precisa ser violada para a formação espont. de RNA, mas as chances contra espont. de RNA, mas as chances contra são imensas.são imensas.

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Outra Analogia (Shapiro)Outra Analogia (Shapiro)

Um gorila em um imenso teclado Um gorila em um imenso teclado conectado a um processador de conectado a um processador de palavras. O teclado contém os palavras. O teclado contém os símbolos de todas as linguagens símbolos de todas as linguagens conhecidas armazenados em um conhecidas armazenados em um computador. As chances da reunião computador. As chances da reunião espontânea de um replicador no espontânea de um replicador no 'pool' descrito pode ser comparada 'pool' descrito pode ser comparada as do gorila compor, em inglês, uma as do gorila compor, em inglês, uma receita de chili com carne.receita de chili com carne.

Page 35: Origem da Vida

Origem MetabólicaOrigem Metabólica

Alguns cientistas optaram p/ Alguns cientistas optaram p/ hipótese de que a vida teve início hipótese de que a vida teve início por meio de pequenas moléculaspor meio de pequenas moléculas..

Robert Shapiro (prof. de química e Robert Shapiro (prof. de química e pesquisador na New York Univ.), pesquisador na New York Univ.), Freeman Dyson, Christian De Duve, Freeman Dyson, Christian De Duve, Stuart Kauffman, Doron Lancet, Stuart Kauffman, Doron Lancet, Harold Morovitz e Günter Harold Morovitz e Günter Wächtershäuser.Wächtershäuser.

Page 36: Origem da Vida

Origem MetabólicaOrigem Metabólica

Esta abordagem de moléculas Esta abordagem de moléculas pequenas baseia-se nas idéias de pequenas baseia-se nas idéias de Alexander Oparin.Alexander Oparin.

Dyson propõe o conceito alemão de Dyson propõe o conceito alemão de metabolismo (stoffwechsel): metabolismo (stoffwechsel): qualquer processo químico que qualquer processo químico que ocorra em células.ocorra em células.

Idéia básica: ciclo de reações Idéia básica: ciclo de reações químicas que acabaria por produzir químicas que acabaria por produzir compostos mais complexos.compostos mais complexos.

Page 37: Origem da Vida

Origem Metabólica

Shapiro descreveu 5 requisitos comuns às terorias do metabolismo primeiro:

Necessidade de uma fronteira separando vida de não vida

Uma fonte de energia para dirigir os processos de organização.

Mecanismo que acople a liberação de energia aos processos de organização que produzem e mantêm a vida.

Page 38: Origem da Vida

Origem MetabólicaOrigem Metabólica

Uma rede química precisa ser formada Uma rede química precisa ser formada para permitir adaptação e evolução: 1 para permitir adaptação e evolução: 1 reação redox energ. favorável de 1 reação redox energ. favorável de 1 mineral ligada à conversão de um mineral ligada à conversão de um composto A em 1 composto B dentro de 1 composto A em 1 composto B dentro de 1 compartimento. A transf. de A em B é a compartimento. A transf. de A em B é a reação propulsora. Se B se reconverte a A reação propulsora. Se B se reconverte a A ou escapa do compart., isto seria 1 desvio ou escapa do compart., isto seria 1 desvio de maior organiz. Uma via de multiplos de maior organiz. Uma via de multiplos passos reabasteceria o suprimento de A.passos reabasteceria o suprimento de A.

Page 39: Origem da Vida

Origem MetabólicaOrigem Metabólica

Page 40: Origem da Vida

Origem Metabólica

A rede deve crescer e se reproduzir: P/ sobreviver e crescer a rede deve adquirir material a 1 taxa que compense as rotas que o removem. A difusão de materiais para fora é favorecida pela entropia, reações secundárias podem produzir gases ou breu que escaparão da solução. Exaustão do combustível externo tb extinguiria a rede. Na Terra primitiva podem ter ocorrido muitos inícios assim.

Page 41: Origem da Vida

Origem MetabólicaOrigem Metabólica

Sistemas de reprodução possíveis: Rede Sistemas de reprodução possíveis: Rede em uma membrana lipídica poderia ser em uma membrana lipídica poderia ser dividida p/ forças físicas após crescer. Em dividida p/ forças físicas após crescer. Em um mineral poderia transbordar p/ um mineral poderia transbordar p/ compartimentos adjacentes.compartimentos adjacentes.

A separação em unidades protegeria A separação em unidades protegeria contra destruição por evento localizado.contra destruição por evento localizado.

As unidades poderiam evoluir e competir. As unidades poderiam evoluir e competir. Vida da materia não viva que se adapta.Vida da materia não viva que se adapta.

Page 42: Origem da Vida

Origem MetabólicaOrigem Metabólica

Shapiro diz que ainda não foi Shapiro diz que ainda não foi demonstrada a operação de um ciclo demonstrada a operação de um ciclo completo que validasse a abordagem completo que validasse a abordagem do metabolismo primeiro. do metabolismo primeiro. Wächtershäuser e seus colegas Wächtershäuser e seus colegas demonstraram porções de um ciclo.demonstraram porções de um ciclo.

Orgel (2002) examinou as Orgel (2002) examinou as possibilidades destas teorias. Ele possibilidades destas teorias. Ele utiliza o exemplo do ciclo do ácido utiliza o exemplo do ciclo do ácido cítrico reverso proposto por cítrico reverso proposto por Wächtershäuser.Wächtershäuser.

Page 43: Origem da Vida

Ciclo do Ácido Cítrico Ciclo do Ácido Cítrico ReversoReverso

Page 44: Origem da Vida

Conclusões a que Orgel Conclusões a que Orgel chegou:chegou:

É necessária muita habilidade sintética É necessária muita habilidade sintética para desenvolver mesmo o mais simples para desenvolver mesmo o mais simples dos ciclos. Olhar de perto a versão dos ciclos. Olhar de perto a versão supersimplificada da reação da formose supersimplificada da reação da formose revelará as formidáveis dificuldades para revelará as formidáveis dificuldades para o estabelecim. de 1 ciclo metab. o estabelecim. de 1 ciclo metab. complexo, não enzim., em sol. aquosa.complexo, não enzim., em sol. aquosa.

A reação da formose não ocorre em 1 A reação da formose não ocorre em 1 taxa apreciável em condições neutras. taxa apreciável em condições neutras.

Page 45: Origem da Vida

Reação da FormoseReação da Formose

Page 46: Origem da Vida

Conclusões a que Orgel chegou:Conclusões a que Orgel chegou:

Mesmo em altos pHs a reação da formose Mesmo em altos pHs a reação da formose é ineficiente s/ um íon met. divalente é ineficiente s/ um íon met. divalente como catalisador. Cada passo de 1 ciclo como catalisador. Cada passo de 1 ciclo deve ocorrer a 1 taxa razoável e isto deve ocorrer a 1 taxa razoável e isto depende de um catalisador apropriado.depende de um catalisador apropriado.

Se 1 das reações não ocorre espont. ou p/ Se 1 das reações não ocorre espont. ou p/ influência de 1 catalisador prebiótico, influência de 1 catalisador prebiótico, precisa-se de outra hipótese p/ manter a precisa-se de outra hipótese p/ manter a relevância do ciclo. Se várias, necessita-relevância do ciclo. Se várias, necessita-se de medidas desesperadas.se de medidas desesperadas.

Page 47: Origem da Vida

Conclusões a que Orgel chegou:Conclusões a que Orgel chegou:

Uma possível hipótese salvadora: ciclo Uma possível hipótese salvadora: ciclo autocatalítico. Mas reações deste tipo em autocatalítico. Mas reações deste tipo em solução aquosa são desconhecidas. Não solução aquosa são desconhecidas. Não existe razão p/ crer que intermediários do existe razão p/ crer que intermediários do ciclo do ácido cítrico catalisariam reações ciclo do ácido cítrico catalisariam reações do ciclo. O motivo é que interações não do ciclo. O motivo é que interações não covalentes entre moléculas peq. em sol. covalentes entre moléculas peq. em sol. aquosa são geralm. muito fracas p/ aquosa são geralm. muito fracas p/ permitir acelerações catalíticas extensas permitir acelerações catalíticas extensas e regioespecíficas.e regioespecíficas.

Page 48: Origem da Vida

Conclusões a que Orgel chegou:Conclusões a que Orgel chegou:

Postular 1 reação catalisada por 1 íon Postular 1 reação catalisada por 1 íon metálico pode ser razoável, mas 1 metálico pode ser razoável, mas 1 conjunto delas é apelar p/ mágica.conjunto delas é apelar p/ mágica.

Outro problema além das reações que Outro problema além das reações que não ocorrem rápido o suficiente p/ tornar não ocorrem rápido o suficiente p/ tornar o ciclo prático seriam as reações o ciclo prático seriam as reações alternativas que complicariam ou alternativas que complicariam ou interromperiam o ciclo.interromperiam o ciclo.

Page 49: Origem da Vida

Conclusões a que Orgel chegou:Conclusões a que Orgel chegou:

Mesmo p/ 1 ciclo genérico simples não Mesmo p/ 1 ciclo genérico simples não seria razoável postular a presença de seria razoável postular a presença de suficientes catalisadores prebióticos suficientes catalisadores prebióticos estereoespecíficos p/ 1 sequência de estereoespecíficos p/ 1 sequência de reações estereoespecíficas. S/ ajuda de reações estereoespecíficas. S/ ajuda de enzimas ou catalisadores “projetados” enzimas ou catalisadores “projetados” tais ciclos parecem improváveis.tais ciclos parecem improváveis.

A hipótese de Wächtershäuser de ciclos A hipótese de Wächtershäuser de ciclos na sup. de minerais de sulfeto de ferro na sup. de minerais de sulfeto de ferro poderias vencer as dificul. mencionadaspoderias vencer as dificul. mencionadas. .

Page 50: Origem da Vida

Conclusões a que Orgel chegou:

Não existe justificativa p/ a predição de Não existe justificativa p/ a predição de que um mineral catalisará um conjunto que um mineral catalisará um conjunto de muito diferentes reações.de muito diferentes reações.

Qualquer grupo de minerais que incluísse Qualquer grupo de minerais que incluísse catalisadores p/ cada etapa do ciclo, catalisadores p/ cada etapa do ciclo, incluiria, provavelmente, catalisadores p/ incluiria, provavelmente, catalisadores p/ reações que interromperiam o ciclo. reações que interromperiam o ciclo. Transporte eficiente dos intermediários Transporte eficiente dos intermediários de um mineral catalítico p/ outro também de um mineral catalítico p/ outro também seria um problema.seria um problema.

Page 51: Origem da Vida

DiscussãoDiscussão

A idéia da geração espontânea foi A idéia da geração espontânea foi descartada no final do séc. XIX, mas a descartada no final do séc. XIX, mas a busca p/ origem da vida através da busca p/ origem da vida através da evolução química das moléculas é uma evolução química das moléculas é uma metamorfose dela.metamorfose dela.

O que Orgel evidência em seu artigo é O que Orgel evidência em seu artigo é que mesmo uma origem mais simples p/ que mesmo uma origem mais simples p/ a vida é ainda muito complexa p/ a vida é ainda muito complexa p/ acontecer de forma espontânea.acontecer de forma espontânea.

Page 52: Origem da Vida

DiscussãoDiscussão

Se fosse alcançada a síntese de 1 ciclo metabólico completo o que isto significaria? “Que seres humanos podem produzir, ainda que ineficientemente, substâncias encontradas na natureza”, como disse Shapiro. Mas, como ele acrescentou: “Nem químicos nem laboratórios estavam ṕresentes na Terra primitiva”.

Page 53: Origem da Vida

DiscussãoDiscussão

“Um entendimento dos passos iniciais Um entendimento dos passos iniciais que levaram a vida não revelariam os que levaram a vida não revelariam os eventos específicos que levaram aos eventos específicos que levaram aos atuais organismos familiares baseados atuais organismos familiares baseados em DNA, RNA e proteínas.” (Shapiro)em DNA, RNA e proteínas.” (Shapiro)

A auto-organização de um ciclo complexo A auto-organização de um ciclo complexo (como o ciclo do ácido cítrico reverso) (como o ciclo do ácido cítrico reverso) “embora logicamente possível é muito “embora logicamente possível é muito improvável. (Orgel)improvável. (Orgel)

Page 54: Origem da Vida

DiscussãoDiscussão

“Nenhuma lei física precisa ser Nenhuma lei física precisa ser quebrada para a formação quebrada para a formação espontânea de RNA acontecer, mas espontânea de RNA acontecer, mas as chances contra ela são tão as chances contra ela são tão imensas, que a sugestão implica em imensas, que a sugestão implica em que o mundo não vivo têm um desejo que o mundo não vivo têm um desejo inato de gerar RNA”. (Shapiro)inato de gerar RNA”. (Shapiro)

Parafraseando Futuyma: “Assim, a Parafraseando Futuyma: “Assim, a origem da vida origem da vida continuacontinua não não premiando os esforços dos premiando os esforços dos químicos.”químicos.”