Química Prebiótica

Química Prebiótica – O que é

Você já se pegou pensando sobre como surgiu a vida na Terra? Ou certamente já presenciou alguém discutindo sobre não é mesmo?

Pois bem, a ciência também discute os meios pelos quais a vida veio a surgir, e aqui vamos falar um pouco sobre a discussão entre o caminho da produção de moléculas orgânicas ou como chamamos, a química prebiótica.

Nenhuma teoria proposta exclui as demais, sendo importante pensar que elas podem se complementar e que todas elas tentaram de alguma forma explicar o mundo. Mesmo com todos os problemas, a teoria da geração espontânea precisou ser descrita pra poder ser contestada.

A importância fica então nos experimentos que pretendem refazer os passos da vida na Terra nessa época.

Em 1920, a ciência se voltou para o inglês Haldane, e o russo Oparin, que propuseram teorias semelhantes para o surgimento de vida na Terra.

A semelhança das teorias consiste no surgimento de moléculas orgânicas a partir de substâncias inorgânicas, que teriam se concentrado na atmosfera primitiva da Terra, até que com o resfriamento do planeta, essas moléculas se concentraram no mar.

É importante contextualizarmos na nossa mente como era a Terra prebiótica, para que possamos estudar sobre a origem da vida.

Os recentes cálculos geológicos dizem que a Terra se formou há cerca de 4,5 bilhões de anos. Formada de uma matéria estelar solar, a Terra ficou sob constante impacto de meteoritos.

Não se chegou a um consenso sobre a constituição da atmosfera na época, porém os estudos sobre a composição das nuvens de poeira fornecem pistas para nortear as discussões.

Figura 1: Evolução do universo até o surgimento da vida na Terra

A atmosfera primordial, formada pela liberação de gases e partículas das erupções vulcânicas, era composta por gás hidrogênio (H₂), o metano (CH), a amônia (NH₃) e a água em vapor (H₂O), além do que, os estudos que norteiam as discussões trazem ainda o formaldeído (HCHO) e ácido cianídrico (HCN).

Posteriormente, na era pré-cambriana, com o processo de resfriamento do planeta e a formação dos primeiros mares, houve um período de radiações e descargas elétricas intensas, que contribuiu para o nascimento das primeiras moléculas orgânicas, através do que já estava presente na atmosfera primitiva, e somando dióxido de carbono (CO₂) e dióxido de enxofre (SO₂) e diminuindo a concentração de metano.

Os primeiros mares não eram fundos, e possuíam temperatura elevada. Esses fatores, juntamente com o processo de formação da chuva, fez com que as moléculas orgânicas se concentraram em grande quantidade no mar. Esse aglomerado de moléculas protéicas, foram chamadas de coacervados, e podiam interagir com o meio externo trocando substâncias e realizando reações químicas em seu interior. Essa foi a principal base para Oparin e Haldane explicarem o surgimento das células.

O experimento de Miller

Em 1953, Stanley L. Miller, que era aluno de doutorado de Harold C. Urey, buscava comprovar  as hipóteses de seus antecessores, e deu o pontapé inicial a química prebiótica, com seu experimento que buscava simular as condições e recursos do planeta Terra.

Figura 2: Experimento de Miller para a síntese de aminoácidos

Num sistema fechado, Miller injetou os componentes da atmosfera primordial descritos, e submeteu a descargas elétricas, que simulavam raios, e posteriormente os componentes foram condensados. Após uma semana  a 100º C, foram coletados e analisados, apresentando considerável concentração de carbono na forma de compostos orgânicos, dentre os quais, a glicina, um aminoácido.

Diversos experimentos foram propostos nesse sentido, modificando concentrações, reagentes e fontes de energia, e resultaram também na formação de aminoácidos via condensação, o que mostra a viabilidade da síntese dessa molécula.

Porém, o experimento de Miller foi revolucionário, mas contou com críticas, principalmente pelas condições da atmosfera proposta.

Existem outras diversas linhas de pesquisas que investigam a formação de moléculas a partir do HCN, entre elas a síntese e distribuição de HC, de James  Ferris, a síntese de purinas, síntese de pirimidinas e a síntese de açúcares. As sínteses de diversos tipos de moléculas que compõem o metabolismo dos seres vivos em condições prebióticas, indicam caminhos para a evolução química.

Química Prebiótica – Resumo

Química Prebiótica

Acredita-se amplamente que a origem da vida na Terra exigiu as reações de compostos orgânicos e sua auto-organização e/ou organização ambiental.

O que esses compostos eram permanece aberto ao debate, assim como o ambiente e o processo ou processos pelos quais eles se organizaram.

A Química Prebiótica é o estudo sistemático e organizado desses fenômenos.

É difícil estudar fenômenos mal definidos, e a pesquisa tem se concentrado na produção de compostos e estruturas familiares à bioquímica contemporânea, que podem ou não ter sido cruciais para a origem da vida.

Dada a nossa ignorância, pode ser instrutivo explorar as regiões extremas das investigações conhecidas e futuras da química prebiótica, onde as reações falham, que as relacionarão ou excluírão de ambientes plausíveis onde poderiam ocorrer.

Fonte: Ana Rosa Calheiro (Graduada em Ciências Biológicas)