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Molecule of life emerges from laboratory slime

sexta-feira, junho 12th, 2009
  • NewScientist 
  • 13 May 2009 by Kate Ravilious
  • Magazine issue 2708.
  • http://www.newscientist.com/article/mg20227084.200-molecule-of-life-emerges-from-laboratory-slime.html
  • CREATING life in the primordial soup may have been easier than we thought. Two essential elements of RNA have finally been made from scratch, under conditions similar to those that likely prevailed during the dawn of life.

    The question of how a molecule capable of storing genetic information – even DNA‘s simpler cousin RNA – could ever have arisen spontaneously in the primordial cooking pot has perplexed scientists for decades. RNA consists of a long chain composed of four different types of ribonucleotides, which each consist of a nitrogenous base, a sugar and a phosphate.

    Most people assumed that these three components first formed separately, and then combined to make the ribonucleotides. The only trouble was that it seemed impossible that two of the four bases with particularly unwieldy chemistry ever reacted spontaneously with the sugar.

    To tackle this problem, John Sutherland from the University of Manchester, UK, tried to work out a new recipe for RNA that gets by without forcing isolated bases and sugar molecules to react. His team experimented by cooking up ribonucleotides from five small molecules thought to be present in the primordial soup. “We started with the same building blocks as others, but take a different route,” Sutherland says.

    And this time the cooks seem to have got it right. The recipe and conditions that they came up with to mix the five ingredients – including a good blast of UV light – produce ribonucleotides via a joint precursor molecule that contains both the base and the sugar instead of making each in their free form (Nature, DOI: 10.1038/nature08013).

    This package deal sidesteps the problem of getting two unwilling partners to react, but only thanks to another trick, say the researchers. The reaction worked only when phosphate was present right from the start, although it does not react with the mixture until near the final stages. It turns out it is needed as a catalyst and as a chemical buffer early on.

    “We don’t use any way-out scenarios – all the conditions are consistent with what we know about early Earth,” says Sutherland. William Scott, from the University of California in Santa Cruz agrees: “It’s a great leap forward that demonstrates how prebiotic RNA molecules may have assembled spontaneously from simple and presumably relatively abundant constituents.”

    It’s a great leap forward that demonstrates how prebiotic RNA molecules may have assembled

    The need for UV light suggests life didn’t begin in a submarine vent, one possible scenario. Instead, it points towards a warm pond – an idea first mooted by Charles Darwin, who knew nothing of RNA.

    Comentario da Matriz:

    Devido a falta de tempo agora, nao vou poder analisar este historico acontecimento (nao ha’ palavras para expressar o quanto somos gratos aos pesquisadores neste trabalho) sob a luz da Matriz. Mas, de inicio, a noticia nao nos surpreende: este fenomeno ja foi previsto e descrito em nossos modelos a 25 anos atras quando calculamos como teria sido a transferencia dos bit-informacao de LUCA para os atomos na superficie terrestre.

    Pelo que entendi,  duas das bases nao reagem ou nao se ligam ao acucar que fica na haste do RNA. E eles conseguiram cozinhar a soupa primordial contendo cinco moleculas primevas muito simples de tal forma que resultou num composto total, ja’ contendo as bases, o acucar e o fosfato.

    Mas se as bases nao se ligam espontaneamente ao acucar, como isso aconteceu? Os pesquizadores acreditam que a resposta seja: aconteceu porque adicionamos o fosfato na mistura desde o inicio. Experiencias anteriores nao tinham feito isto porque pensava-se que o fosfato apenas atua no final da reacao. Agora supomos que ele atua desde o inicio, como catalizador e uma especie de tampao, ou amortecedor.

    Pelos modelos da Matriz a explicacao nao e’ bem essa. Parece o fosfato faz o papel de ponte entre dois acucares. Mas na verdade, o fosfato liga um sistema definido, diriamos mesmo “morto” a um novo sistema que nasce. O circuito de LUCA da’ uma volta e quando a completa, e’ o mesmo que o sistema tenha morrido,  pois uma volta significa um ciclo vital. Porem, no vortice da F1 onde o circuito vai parar desintegrado, o sistema renasce, pela reciclagem. No ceu esse continuo repor do sistema nao precisa de ponte, porem quando Luca se torna o building block do RNA, ou DNA, acontece um pilha de copias  do sistema, e estes sistemas tem que estarem ligados, para que as informacoes do primeiro passe para os seguintes. Entao, na materia organica entrou o fosfato para fazer esta ligacao. Mas pode-se deduzir tambem que o fosfato deve ser uma especie de cabo condutor, atraves do qual fluem informacoes.

    O problema e’ que nao e’ por falta do fosfato que as bases nao se ligam ao acucar. De onde vieram  e segundo o que  representam, realmente jamais deveriam se ligarem: as 4 bases devem representar as funcoes 2,3, 6 e 7., que em LUCA sao astro-baby,planeta, estrela e cadaver. Ora no ceu elas nao se ligam porque elas nao existem ao mesmo tempo. A ligacao e’ apenas conceitual, invisivel, imaterial. E aqui elas surgiram ligadas, e gracas a isto, o que era apenas o tenue e abstracto ciclo vital fixou-se como sistema solido, material.

    Os genes-semivivos, ou bits-informacao, que vieram de LUCA espalhados alheatoriamente no tempo e espaco da superficie terrestre, tenderiam a se reagruparem para reproduzirem o sistema de onde vieram. Claro: os chineses que chegam a New York ou Sao Paulo, vao todos, na medida do possivel, viverem juntos num mesmo bairro, e vao tentar reproduzir a China, seu sistema, sua comida, suas arquiteturas, etc., ate’ onde as leis e os materiais do novo local o permitirem. Mas como acontece com brasileiros na cidade americana de Newark, alem de causarem uma divisao na cidade entre brasileiros e os “outros”, vao causar uma divisao dentro da comunidade brasileira, tendendo a se reagruparem os que sao so sul do Brasil num lado e os que sao do norte, em outro. Enfim, os bits de LUCA devem ter se reagrupado aqui na mesma exata sucessao que estavam no circuito de LUCA: os visinhos de la serao, se possivel, os vizinhos daqui ( no caso dos bits de LUCA e’ preciso lembrar que estamos falando de um circuito representando um ciclo vital, onde o corpo do individuo com, digamos, 7 anos e um dia de vida so’ pode ligar-se ao corpo do mesmo individuo com 7 anos e dois dias e nao com o de tres dias: por isso a replica sera’ exata, e acho que por aqui vamos descobrir porque o DNA nao recebe e nao aceita os acrescimos que em inumeras experiencias temos tentado para produzir mutacoes para melhor; so aceitaria se acertassemos o bit seguinte).

    Entao, os bits de LUCA tenderam primeiro a reproduzirem aqui os corpos de LUCA, ou seja, se reuniram em moleculas que representavam ora apenas o planeta, ora o pulsar, etc. (e assim surgiram as bases, os acucares).  O segundo passo seria unir estas varias moleculas para formar o sistema. A Natureza teria que criar aqui um tipo de elo entre dois grupos de informacoes sucessivas do circuito ancestral. Um elo que nao amalgamasse acucares com bases numa mistura unica. Assim usou-se um elemento da Terra que fosse bom condutor, o fosfato. Ele nao interfere na reacao, ele nao liga as duas bases e se fixa no meio entre elas, porque no ancestral nao existia um cabo condutor fixo entre um sistema que morria e o outro que renascia. Se existisse, o sistema que nascia teria que ser deslocado no espaco, pois o que morria estava ocupando o espaco, e isso nao acontecia. Bem, essa materia precisa ser desenvolvida, e’ muito interessante mesmo, podemos ate’ descobrir ou nos inspirar a descobrir novas tecnologias de transporte e’ou comunicacao aqui, mas agora tenho que parar… (Agora esta’ me ocorrendo que a coisa deve ser procurada em LUCA como software e nao como hardware, como eu venho fazendo. Este e’ meu problema mortal: cada novo detalhe precisa ser mutio bem digerido, degustado, tomando-se horas senao dias a pensar no assunto para so entao chegar `a conclusao ais proxima da verdade. E nao tenho tempo para isso… Eu havia calculado como os bits se reagrupavam, porque formavam moleculas separadas e poraue depois elas moleculas se reuniam, mas nao havia pensado na substancia e mecanismo biologicos ou organicos que fariam essa uniao, e como. Esta’ aqui a oportunidade…)