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Proteína descoberta em meteorito?

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5 de março de 2020

Proteína descoberta em meteorito?

Cientistas da Universidade de Harvard, juntamente com as empresas de física e biotecnologia PLEX Corporation e Bruker Scientific, publicaram detalhes do que acreditam ser o primeiro meteorito conhecido a conter uma proteína. A molécula foi denominada hemolitina.

Modelo da molécula de hemolitina após minimização de energia do MMFF.
Superior: no modo de preenchimento de espaço; Centro: bola e taco; Parte inferior: visão ampliada das terminações de ferro, oxigênio e lítio.
Branco = H; laranja = Li; cinza = C; azul = N; vermelho = O e verde = Fe. As ligações de hidrogênio são mostradas por linhas pontilhadas. Crédito: arXiv: 2002.11688 [astro-ph.EP]

Embora ninguém saiba ao certo como a vida começou, os cientistas têm várias boas teorias. Alguns acreditam que uma “sopa” primordial de moléculas orgânicas na jovem Terra pode ter sido desencadeada por raios, que permitiram a formação de moléculas maiores e mais complexas ao longo de milhões de anos. Outra idéia popular são as fontes hidrotermais de profundidade, que poderiam ter servido como incubadoras, permitindo as reações químicas e a dinâmica térmica certas. Ainda outra possibilidade é que os blocos pré-bióticos da vida se originaram no espaço e foram distribuídos para superfícies planetárias onde a vida então emergia.

Os aminoácidos são compostos pequenos, mas biologicamente vitais, que se acredita terem desempenhado um papel importante nos estágios iniciais da evolução. Agora são conhecidos cerca de 500 tipos de ocorrência natural, que contêm grupos funcionais amina e carboxil, juntamente com uma estrutura de cadeia lateral que varia entre os tipos. Seus principais elementos são carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O) e nitrogênio (N). Certos aminoácidos podem ser combinados geneticamente em cadeias curtas conhecidas como peptídeos. No entanto, isso só é possível naturalmente para cerca de 20 dos 500 tipos conhecidos.

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Os peptídeos consistem em dois ou mais aminoácidos, ligados por ligações peptídicas (amidas). Eles podem ainda ser classificados como oligopeptídeos e polipeptídeos. O primeiro possui tipicamente entre dois e 10 aminoácidos, enquanto o último contém 10 a 50 aminoácidos (embora as definições variem entre a comunidade científica, com alguns pesquisadores preferindo um limite superior de 100).

Tendo começado com aminoácidos, combinados em peptídeos, o próximo nível de complexidade que encontramos são as proteínas. Novamente, as definições variam – mas geralmente é aceito que uma proteína consista em mais de 50 aminoácidos.

Enquanto os polipeptídeos com menos de 40-50 aminoácidos de comprimento não se dobram em uma estrutura fixa, as proteínas podem fazê-lo. A capacidade de formar estruturas 3D estáveis ​​permite que as proteínas desempenhem funções importantes nos organismos vivos. A hemoglobina, por exemplo, é uma proteína transportada pelos glóbulos vermelhos que capta oxigênio nos pulmões. Peptídeos com menos de 40-50 aminoácidos, por outro lado, não possuem interações cooperativas suficientes para formar uma estrutura estável.

Os aminoácidos encontrados nos meteoritos carbonáceos foram estudados nos últimos 50 anos. Mais recentemente, os pesquisadores descobriram novos tipos. Agora, também é confirmado que outras moléculas necessárias para a vida existem dentro dessas rochas. A ribose, por exemplo, é um açúcar encontrado no RNA, uma molécula polimérica essencial para os genes. Além disso, os pesquisadores identificaram meteoritos com compostos de ferro, cianeto e monóxido de carbono que se assemelham ao local ativo das hidrogenases – enzimas que fornecem energia a microorganismos unicelulares e podem ter ajudado a alimentar a vida no início da Terra. Estes forneceram novas informações sobre os mecanismos de síntese extraterrestre de compostos orgânicos.

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Agora, os cientistas relatam uma descoberta potencialmente ainda maior: a primeira proteína conhecida em um meteorito.

Hemolitina – o nome dado a esta molécula – é ostensivamente uma proteína contendo ferro, oxigênio e lítio. Foi encontrado dentro do Acfer 086, um meteorito de Allende de condrito carbonáceo descoberto na Argélia em 1990. Essa rocha foi analisada anteriormente, mostrando que continha aminoácidos.

Usando uma técnica de alta precisão chamada ionização por dessorção a laser assistida por matriz (MALDI), uma equipe da Universidade de Harvard, juntamente com as empresas de física e biotecnologia PLEX Corporation e Bruker Scientific, produziu medições mais avançadas, revelando a glicina (aminoácido) com um sinal mais forte do que antes. Não apenas isso, mas era visto como ligado a ferro, oxigênio e lítio, formando juntos o que parecia ser uma proteína.

Os agrupamentos de átomos nas pontas da proteína formam um óxido de ferro, observam os pesquisadores, observados em pesquisas anteriores para absorver fótons – um meio de dividir a água em oxigênio e hidrogênio. Isso pode produzir uma fonte de energia que também seria necessária para o desenvolvimento da vida. A análise de todo o espectro de isótopos confirmou uma origem extraterrestre. Suas proporções muito altas de deutério / hidrogênio não são encontradas em nenhum lugar da Terra, mas são consistentes com cometas de longo período – sugerindo que a proteína foi formada no disco proto-solar ou talvez até mais cedo, a partir de nuvens moleculares interestelares que existiam muito antes da Nascimento do sol.

“Acho isso realmente empolgante”, disse o astrônomo e químico Chenoa Tremblay, da CSIRO, na Austrália, que não participou da pesquisa. “Acho que tem muitas implicações realmente interessantes e muitos argumentos convincentes. E acho que é realmente um grande passo adiante”.

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Outros são mais céticos. Jeffrey Bada, um exobiólogo e químico americano conhecido por seus estudos sobre a origem da vida, comentou: “O principal problema é a ocorrência de hidroxiglicina, que, que eu saiba, nunca havia sido relatada em meteoritos ou em experiências prebióticas. encontrado em qualquer proteína. Portanto, esse aminoácido é estranho de se encontrar em um meteorito, e desconfio muito dos resultados “.

O papel – que aparece na arXiv, e ainda precisa ser revisado e publicado por pares – está gerando muita discussão na comunidade científica. Com uma massa de apenas 2320 daltons, a hemolitina fica na extremidade inferior do que seria considerado uma proteína verdadeira e é colocada apenas um pouco acima da TRP-Cage, a menor proteína dobrável conhecida, que é de apenas 2169 daltons (para comparação, a maioria das proteínas é cerca de 20 vezes mais pesado). Se confirmada, no entanto, essa descoberta provaria que a Terra não é o único lugar onde as proteínas existem – e pode aumentar a probabilidade de vida em outras partes do universo.

Atualmente, a sonda OSIRIS-REx da NASA está orbitando Bennu – um asteróide carbonáceo do grupo Apollo – em preparação para um pouso na superfície. Isso poderia fornecer novas oportunidades para estudar os blocos de construção da vida, talvez incluindo mais evidências de proteínas, quando ele devolver as amostras para a Terra em 2023.

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