Um dos maiores mistérios do nosso Universo está muito à nossa porta. Não, mais perto, está em cada fibrilha do nosso ser.

Pelo menos 3,7 bilhões de anos detrás, algumas moléculas simples trabalharam juntas para produzir um pouco novo. Depois, mais alguns. E de alguma forma, essas combinações de esfera de neve acabaram produzindo os primeiros organismos vivos muito básicos que evoluiriam e se ramificariam para se tornarem toda a vida na terreno.

Não sabemos a ordem em que aconteceu; diabos, não sabemos quando ou porquê em sobrevir. Mas novas pesquisas nos mostram as possibilidades.

Com uma utensílio de software mormente desenvolvida, cientistas da Polônia e da Coreia do Sul traçaram potenciais vias de síntese a partir de moléculas precursoras simplesprebióticos) apresentam na terreno primitiva as biomoléculas complexas que deram origem à vida plena atual do planeta.

“Embora centenas de reações orgânicas tenham sido validadas condições pré-bióticas consensuais, ainda temos somente uma compreensão fragmentária de porquê essas etapas individuais se combinam em caminhos sintéticos completos para gerar os componentes básicos da vida. ” os pesquisadores escreveram em seu item.

“Aproveitamos o poder da síntese orgânica assistida por computador para mapear a rede de moléculas sintetizáveis ​​a partir de matérias-primas pré-bióticas básicas.”

Ilustração da árvore de reação. (Wołos et al., Ciência, 2020)

É chamado de software Alquimia, e a equipe o desenvolveu codificando reações químicas prebióticas conhecidas em um formato que uma máquina pode ler. Eles incluíram informações sobre grupos e condições incompatíveis e mecanismos de reação conhecidos em condições pré-bióticas.

Seis moléculas prebióticas básicas conhecidas que existiam antes da vida na terreno são introduzidas no programa porquê um ponto de partida: chuva, nitrogênio, cianeto, amônia, metano e súlfur.

A partir daqui, o algoritmo identifica possíveis reações sucessivas. Elas começam com as seis moléculas originais e depois progridem iterativamente, tornando-se cada vez mais complexas. Cada molécula recém-criada pode reagir com os produtos de todas as iterações anteriores da enxovia, muito porquê com as seis moléculas originais.

Finalmente, essas reações em enxovia produzem os componentes básicos da vida, porquê ácidos nucléicos, lipídios e proteínas, porquê enzimas.

A equipe executou seu software por várias gerações e reproduziu todos os caminhos conhecidos para moléculas prebióticas.

Algumas moléculas prebióticas, identificadas pela Alquimia, podem se formar muito rapidamente: a glicina, que nosso corpo usa porquê neurotransmissor, é formada em seguida uma única reação.

Ureia, adenina (um componente do DNA), ácido butenodioico e ácido oxálico podem se formar em seguida somente duas reações; e podem ser formados gliceraldeído, isoguanina, ácido aspártico, hipoxantina, citosina, fenilalanina, ácido succínico, ácido málico, ácido glioxil e aldotetrose.

Em duas horas, o software havia produzido 82 moléculas bióticas e 36.603 abiótico moléculas, disseram os pesquisadores.

Além de vias conhecidas, o software identificou várias vias de síntese desconhecidas para moléculas prebióticas. Estes, a equipe testou criando as moléculas em laboratório, de pacto com a receita da Alchemy.

Seria uma invenção interessante em si, mas Alquimia estava longe de terminar. A partir da árvore da vida gerada pelo software, a equipe identificou três tipos de emergências químicas que são cruciais para a vida.

Primeiro, as moléculas criadas na rede podem permitir novos tipos de reações químicas, expandindo muito o número de produtos potenciais de uma geração de moléculas. Em segundo lugar, em algumas gerações, surgem sistemas químicos simples, incluindo ciclos de autorregeneração. Isso também foi verificado em experimentos de laboratório.

E, finalmente, a rede identificou rotas para surfactantes. Essas moléculas que se conectam espontaneamente formam bolhas fechadas. Eles formam paredes celulares; sem eles, não teríamos a compartimentação biológica porquê a conhecemos, o que é de crucial valimento para a organização dos sistemas biomoleculares.

As verdadeiras vias químicas que a vida percorreu há bilhões de anos provavelmente nunca serão conhecidas por nós. Mas Alchemy prova isso talvez não seja tão difícil porquê podemos pensar.

E pode vir a ser uma utensílio extremamente útil para explorar as condições que podem levar à vida, não somente na terreno, mas possivelmente em outros lugares.

“Juntos, análises anteriores e exemplos sintéticos nos levam a sugerir que algoritmos de rede de reação computacional são úteis para identificar novas vias sintéticas para alvos pré-bióticos relevantes e indispensáveis ​​para a invenção de sistemas químicos prebióticos que seriam difíceis de discernir.” os pesquisadores escreveram em seu item.

“Naturalmente, as redes de reações prebióticas devem e irão crescer à medida que transformações prebioticamente plausíveis são validadas experimentalmente.”

Alquimia foi disponibilizado ao público gratuitamente. E a pesquisa da equipe foi publicada em Ciência.

Este item foi reescrito, traduzido de uma publicação em inglês. Clique cá para acessar a material original (em inglês)!