Evolução prebiótica onde aconteceu e o que é necessário

O fim Evolução prebiótica Refere -se à série de cenários hipotéticos que buscam explicar a origem da vida baseada na matéria não vive em um ambiente em condições primitivas.

Foi proposto que as condições da atmosfera primitiva estavam reduzindo fortemente, o que favoreceu a formação de moléculas orgânicas, como aminoácidos e peptídeos, que são os blocos estruturais de proteínas; e purinas e pirimidinas, que formam ácidos nucleicos - DNA e RNA.

Fonte: Pixabay.com

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Condições primitivas

Imagine como surgiram as primeiras formas de vidas na Terra - e até quase impossível - se não nos colocarmos no ambiente primitivo certo.

Assim, a chave para entender a vida de moléculas abióticas suspensas no famoso "caldo primitivo" é a atmosfera no referido ambiente remoto.

Embora não exista um acordo total em relação à composição química da atmosfera, pois não há como confirmar completamente, as hipóteses variam desde a redução de composições (CH₄ + N₂, NH₃ + H₂Ou ou co₂ + H₂ + N₂) Ambientes ainda mais neutros (com apenas CO₂ + N₂ + H₂QUALQUER).

É geralmente aceito que a atmosfera carecia de oxigênio (esse elemento aumentou sua concentração significativamente com a chegada da vida). Para a síntese eficiente de aminoácidos, purinas, pirimidinas e açúcares, é necessária a presença de um ambiente redutor.

No caso de a verdadeira atmosfera da época não ter essas condições químicas prebióticas, os compostos orgânicos tinham que ter chegado de partículas de poeira ou outros corpos espaciais, como meteoritos.

Onde ocorreu a evolução prebiótica?

Existem várias hipóteses em relação ao espaço físico na Terra que permitiram o desenvolvimento das primeiras biomoléculas e replicadores.

Uma teoria que ganhou um número significativo de seguidores na formação inicial de biomoléculas nas fontes hidrotérmicas oceânicas. No entanto, outros autores acham improvável e desacreditam essas regiões como agentes importantes na síntese prebiótica.

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A teoria propõe que a síntese química ocorreu através da passagem da água dentro de um termo de 350 ° C a 2 ° C.

O problema com essa hipótese surge porque os compostos orgânicos se decompõem em altas temperaturas (350 ° C) em vez de serem sintetizadas, o que sugere ambientes menos extremos. Portanto, a hipótese perdeu apoio.

O que é necessário para a evolução prebiótica?

Para realizar um estudo relacionado à evolução prebiótica, é necessário responder a uma série de perguntas que nos permitem entender o surgimento da vida.

Devemos questionar que tipo de processo catalítico favoreceu a origem da vida e de onde a energia que favoreceu as primeiras reações foi retirada. Ao responder a essas perguntas, podemos ir além e nos perguntar se as primeiras moléculas a aparecer foram as membranas, replicadores ou metabólitos.

Em seguida, responderemos a cada uma dessas perguntas para alcançar a compreensão de uma possível origem da vida em um ambiente prebiótico.

Catalisadores

A vida, como a conhecemos hoje, requer uma série de "condições moderadas" para desenvolver. Sabemos que a maioria dos seres orgânicos existe onde a temperatura, a umidade e o pH são fisiologicamente aceitáveis ​​- com exceção dos organismos extremófilos, o que, como o nome indica, vive em ambientes extremos.

Uma das características mais relevantes dos sistemas vivos é a onipresença dos catalisadores. As reações químicas dos seres vivos são catalisados ​​por enzimas: moléculas complexas de proteínas que aumentam a velocidade das reações por magnitude.

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Os primeiros seres vivos tiveram que possuir um sistema análogo, provavelmente de ribzimas. Na literatura, há uma questão em aberto sobre se a evolução prebiótica poderia ocorrer sem catálise.

De acordo com as evidências, na ausência de um catalisador, a evolução biológica teria sido muito improvável - já que as reações haviam tomado intervalos de tempo monumentais ao ocorrer. Portanto, sua existência é postulada durante os estágios iniciais da vida.

Energia

A energia para a síntese prebiótica teve que aparecer em algum lugar. Propõe -se que certas moléculas inorgânicas, como polifosfatos e tiones, poderiam ter um papel importante na produção de energia para reações - em tempos antes da existência da famosa "moeda" das células: o ATP.

Energeticamente, a replicação de moléculas que carregam informações genéticas é um evento muito caro. Para uma bactéria média, como E. coli, Um único evento de replicação requer 1,7*10¹⁰ Moléculas ATP.

Graças à existência desta figura extraordinariamente alta, a presença de uma fonte de energia é uma condição inquestionável para criar um cenário provável no qual a vida se originou.

Da mesma forma, a existência de reações do tipo "redox" pode contribuir para a síntese abiótica. Com o tempo, esse sistema pode se tornar elementos importantes do transporte de elétrons na célula, ligados à produção de energia.

Qual dos componentes celulares se originou primeiro?

Em uma célula, existem três componentes básicos: uma membrana, que delimita o espaço celular e a torna uma unidade discreta; Os replicadores, que armazenam informações; e reações metabólicas, que ocorrem dentro deste sistema. A integração funcional desses três componentes resulta em uma célula.

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Portanto, à luz da evolução, é interessante levantar a questão de qual dos três primeiros surgiram.

A síntese da membrana parece ser simples, uma vez que os lipídios formam espontaneamente estruturas vesiculares com a capacidade de crescer e dividir. A vesícula biliar permite o armazenamento dos replicadores e mantém os metabólitos concentrados.

Agora, o debate se concentra na liderança da replicação contra o metabolismo. Aqueles que dão mais peso à replicação, argumentam que as ribzimas (RNA com poder catalítico) poderiam se replicar e, graças ao aparecimento de mutações, um novo sistema metabólico poderia surgir.

A visão oposta destaca a importância da geração de moléculas simples - como os ácidos orgânicos presentes no ciclo de ácidos tricarboxílicos - combustão sob fontes de calor moderadas. Sob essa perspectiva, os primeiros passos da evolução prebiótica envolveram esses metabólitos.

Referências

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