É uma das grandes ironias da bioquímica:a vida na Terra não poderia ter começado sem água; no entanto, a água bloqueia algumas reações químicas necessárias à própria vida.

Agora, pesquisadores relatam hoje em Proceedings of the National Academy of Sciences , eles encontraram um romance, solução até poética para o chamado "problema da água" na forma de gotículas de água em miniatura, formado talvez na névoa de uma onda do oceano ou nas nuvens no céu.

O problema da água está relacionado principalmente ao elemento fósforo, que está ligado a uma variedade de moléculas da vida por meio de um processo chamado fosforilação. "Você e eu estamos vivos por causa do fósforo e da fosforilação, "disse Richard Zare, um professor de química e um dos autores seniores do artigo. "Você não pode ter vida sem fósforo."

O problema da água

O fósforo é um ingrediente necessário em muitas moléculas críticas para a vida, incluindo nosso DNA, é o RNA relativo e na molécula que compõe o sistema de armazenamento de energia do nosso corpo, chamado ATP. Mas normalmente a água atrapalha a produção desses produtos químicos. A vida moderna desenvolveu maneiras de contornar esse problema na forma de enzimas que ajudam na fosforilação. Mas como os componentes primitivos dessas moléculas se formaram antes da evolução das soluções alternativas permanece um assunto controverso e às vezes um tanto estranho. Entre as soluções propostas estão formas altamente reativas de fósforo extraterrestre e aquecimento alimentado por reações nucleares que ocorrem naturalmente.

Microgotículas resolvem o problema de fosforilação de uma forma relativamente elegante, em grande parte porque eles têm a geometria do seu lado. Acontece que a água é principalmente um problema quando o fosfato está flutuando dentro de uma piscina de água ou um oceano primitivo, em vez de na sua superfície.

As microgotículas são principalmente de superfície. Eles otimizam perfeitamente a necessidade de formação de vida dentro e ao redor da água, mas com área de superfície suficiente para a fosforilação e outras reações.

Na verdade, a grande área de superfície fornecida pelas microgotículas já é conhecida por ser um ótimo lugar para a química. Experimentos anteriores sugerem que as microgotículas podem aumentar as taxas de reação para outros processos em mil ou até um milhão de vezes, dependendo dos detalhes da reação em estudo.

Moléculas espontâneas

As microgotículas pareciam uma possível solução para o problema da água. Mas para mostrar que eles realmente funcionam, Zare e seus colegas borrifaram pequenas gotas de água, misturado com fósforo e outros produtos químicos, em uma câmara onde os compostos resultantes podem ser analisados. Eles descobriram que várias moléculas contendo fosfato ocorreram espontaneamente nessas microgotículas feitas em laboratório, sem nenhum catalisador para iniciá-las. Essas moléculas incluíam fosfatos de açúcar, que são um passo em como nossas células criam energia, e uma das moléculas que compõem o RNA, um parente do DNA que os organismos primitivos usam para transportar seu código genético. Ambas as reações são raras, na melhor das hipóteses, em grandes volumes de água.

Essa observação, junto com o fato de que as microgotículas são onipresentes - desde nuvens no céu até a névoa criada por uma onda do oceano - sugere que elas poderiam ter desempenhado um papel na promoção da vida na Terra. No futuro, Zare espera procurar os fosfatos que constituem as proteínas e outras moléculas.

Mesmo que ele possa produzir esses compostos, Contudo, Zare não acredita que ele e seus colegas terão encontrado a única solução verdadeira para a origem da vida. "Não acho que vamos entender exatamente como a vida começou na Terra, "disse Zare, que também é Marguerite Blake Wilbur Professora de Ciências Naturais. Essencialmente, ele disse, isso porque ninguém pode voltar no tempo para observar o que aconteceu à medida que a vida surgiu e não há um bom registro fóssil para a formação de biomoléculas. "Mas poderíamos entender algumas das possibilidades, " ele adicionou.