Qual é a melhor maneira de explicar a hipótese do Mundo RNA? originalmente apareceu em Quora: o lugar para ganhar e compartilhar conhecimento, capacitando as pessoas a aprender com os outros e entender melhor o mundo.
Resposta de Drew Smith, Studied catalytic RNA and developed aptamers for therapeutics and diagnostic applications, on Quora:
A hipótese do Mundo RNA resolve o enigma da galinha e do ovo colocado pela estrutura de crescimento compartilhada por todos os organismos vivos. O DNA codifica o RNA, que direciona a síntese de proteínas. As proteínas fazem o trabalho bioquímico de captação de energia. Esta energia é direcionada para a síntese de novas cópias do DNA, resultando no crescimento de novas células e organismos.
Proteínas requerem DNA para armazenar informações, mas o DNA também requer proteínas para fazer o trabalho bioquímico. Nem o DNA nem a proteína podem suportar a vida sozinhos. É um sistema complexo, demasiado complexo para ter aparecido espontaneamente na origem da vida. Algo mais simples deve tê-lo precedido.
Tom Cech e Art Zaug descobriram que o RNA poderia fazer trabalho bioquímico, além de sua conhecida capacidade de armazenar informações, foi uma revelação eletrizante. O RNA podia ser tanto uma galinha como um ovo. A origem dos sistemas auto-replicáveis tornou-se um problema científico abordável, não um mistério embaraçoso.
As propriedades catalíticas do RNA foram adicionadas a várias outras pistas sobre a vida primitiva:
- O RNA é central para o processo de síntese de proteínas. Realmente, o ribossomo, o local de síntese de proteína, é principalmente RNA e é a porção de RNA que liga aminoácidos juntos em proteínas .
- Nucleotídeos tipo RNA ainda estão presentes nas enzimas que catalisam muitas reações bioquímicas fundamentais , sugerindo que as enzimas proteicas tomaram gradualmente sobre as enzimas de RNA.
- Os blocos de construção de DNA são feitos de precursores de RNA, indicando que o RNA precedeu o DNA.
Mas tentativas de criar mundos de RNA auto-replicáveis sob condições plausíveis de precursores de RNA falharam praticamente. O problema fundamental é que o RNA não é muito estável na água. Ele requer uma entrada constante de energia para que as taxas de síntese superem as taxas de degradação.
Nick Lane usou esta observação (junto com muitas outras) para postular que o Mundo RNA era um estágio intermediário de evolução biótica. Ele propõe que uma forma primitiva de metabolismo de energia apareceu em respiros hidrotermais alcalinos. Os precursores do RNA captaram essa energia e iniciaram o processo de evolução darwiniana que resultou na vida como a conhecemos hoje. Eu escrevi um pouco mais sobre isso aqui: A resposta de Drew Smith para qual hipótese tem mais evidências para a origem da vida: Metabolismo ou auto-replicação do RNA?
O Mundo RNA provavelmente não estava na origem da vida. Mas ele quase certamente existiu, e foi um passo crítico no início da evolução darwiniana e, portanto, no aparecimento de formas de vida complexas. É possível que a vida pudesse ter evoluído sem a existência de moléculas auto-codificadoras e auto-replicadoras, mas pode não ter procedido quase tão rápido ou tão longe, e poderia muito bem ter falhado completamente.
Footnotes
RNA auto-replicante: autoexcisão e autociclização do RNA ribossomal sequência de intervenção de Tetrahymena.
Biologia estrutural. O ribossomo é uma ribozima.
Metabolismo moderno como palimpsesto do mundo do RNA.
Este livro de biologia me fez desaparecer
Esta questão surgiu originalmente em Quora – o lugar para ganhar e partilhar conhecimento, capacitando as pessoas a aprender com os outros e a compreender melhor o mundo. Você pode seguir o Quora no Twitter, Facebook e Google+. Mais perguntas:
- Hipótese do Mundo RNA: Qual das hipóteses tem mais evidências para a origem da vida: Metabolismo ou auto-replicação do RNA?
- RNA: Qual poderia ser potencialmente a aplicação mais excitante da pesquisa epigenética?
- Biologia Molecular: Até que ponto um biólogo molecular precisa conhecer a química orgânica?
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