Um único processo de como um grupo de moléculas chamadas nucleotídeos foram feitas na Terra primitiva, antes que a vida começasse, foi sugerido por uma equipe de pesquisadores liderada pela UCL.

Os nucleotídeos são essenciais para toda a vida na Terra, pois formam os blocos de construção do DNA ou RNA, e entender como eles foram feitos pela primeira vez é um desafio antigo que deve ser resolvido para elucidar as origens da vida.

Em um estudo, publicado hoje em Nature Communications e financiado pelo Conselho de Pesquisa de Engenharia e Ciências Físicas, a Fundação Simons e o Desafio das Origens da Vida, pesquisadores da UCL, A Harvard University e o Massachusetts General Hospital sugerem um único mecanismo químico pelo qual ambas as classes de nucleotídeos - purinas e pirimidinas - poderiam ter se formado juntas.

Até agora, os cientistas pensaram que as duas classes de nucleotídeos devem ter sido feitas separadamente e sob condições mutuamente incompatíveis. Este estudo é o primeiro a mostrar que tanto as purinas quanto as pirimidinas podem ser formadas a partir de uma molécula precursora comum que existia antes do início da vida.

"Nós fornecemos uma nova perspectiva sobre como as moléculas de RNA originais foram feitas e sugerimos uma solução química simples para entregar nucleotídeos de purina e pirimidina nas origens da vida, "explicou o autor correspondente, Dr. Matthew Powner (UCL Chemistry).

"O RNA é a pedra angular de toda a vida na Terra e provavelmente carregou as primeiras informações no início da vida, mas a produção de RNA requer que os nucleotídeos de purina e pirimidina estejam simultaneamente disponíveis. Uma solução para este problema permaneceu indefinida por mais de 50 anos. "

A equipe demonstrou como purinas e nucleotídeos de pirimidina podem ser montados no mesmo andaime de açúcar para formar moléculas chamadas ribonucleotídeos, que são usados ​​para construir RNA.

Os nucleotídeos de purina e pirimidina são usados ​​para criar o DNA e o RNA. Os nucleotídeos de purina e pirimidina se ligam um ao outro por meio de interações moleculares específicas que fornecem um mecanismo para copiar e transferir informações em nível molecular, que é essencial para a genética, replicação e evolução. Portanto, entender as origens dos nucleotídeos é considerado a chave para entender as origens da própria vida.

A equipe descobriu que as moléculas, chamado 8-oxo-adenosina e 8-oxo-inosina, que são ribonucleotídeos de purina, podem ser formados nas mesmas condições químicas que os ribonucleotídeos de pirimidina naturais. Eles também descobriram que um precursor químico pode divergentemente produzir ribonucleotídeos de purina e pirimidina.

"O mecanismo que relatamos dá a ambas as classes de moléculas a mesma estereoquímica que é universalmente encontrada no andaime de açúcar dos ácidos nucléicos biológicos, sugerindo que os ribonucleotídeos 8-oxo-purina podem ter desempenhado um papel fundamental nos ácidos nucleicos primordiais, "disse o Dr. Shaun Stairs (UCL Chemistry), primeiro autor do estudo.

A equipe agora planeja investigar mais os mecanismos que usam 8-oxo-purinas para transferir informações, o que poderia ajudar os cientistas a entender melhor os primeiros sistemas de transferência de informações da vida.