A vida como a conhecemos se originou cerca de 3,5 a 4 bilhões de anos atrás na forma de uma sopa pré-biótica ("antes da vida") de moléculas orgânicas que de alguma forma começaram a se replicar e passar adiante uma fórmula genética. Ou assim vai o pensamento por trás do RNA World, uma das hipóteses mais robustas da origem da vida.

Pesquisadores da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara encontraram evidências de que o aminoácido arginina (ou seu equivalente mundial prebiótico) pode ter sido um ingrediente mais importante nesta sopa do que se pensava anteriormente.

"As pessoas tendem a pensar na arginina como não sendo prebiótica, "disse Irene Chen, um biofísico cuja pesquisa se concentra nas origens químicas da vida. "Eles tendem a pensar que os aminoácidos mais simples são plausíveis, tais como glicina e alanina. "Arginina, por contraste, é relativamente mais complexo, e, portanto, acredita-se que tenha entrado no jogo em um estágio posterior.

Terra Primordial, de acordo com a teoria do mundo RNA, tinha condições de hospedar vários tipos de biomoléculas, incluindo ácidos nucléicos (que se tornam material genético), aminoácidos (que eventualmente se ligam para formar as proteínas responsáveis ​​pela estrutura e função das células) e lipídios (que armazenam energia e protegem as células). Sob quais circunstâncias e como essas biomoléculas trabalharam juntas é uma fonte de investigação contínua para pesquisadores das origens da vida.

Para sua investigação, os cientistas da UCSB analisaram um conjunto de dados de complexos de proteínas e aptâmeros evoluídos in vitro (moléculas curtas de RNA e DNA que se ligam a proteínas-alvo específicas).

"Estávamos examinando a interface para a qual as propriedades favoreciam a vinculação, "disse Celia Blanco, um pesquisador de pós-doutorado no Laboratório Chen, e autor principal de um artigo que aparece na revista Biologia Atual . A evolução in vitro foi um fator importante na seleção desses complexos evolutivamente independentes, ela apontou, para evitar os efeitos de confusão resultantes da evolução biológica e para imitar de perto as condições de um mundo pré-biótico.

"Existem tantas restrições na biologia, "disse Chen, que também é médico. "As interações proteína-DNA ou proteína-RNA evoluídas biologicamente precisam funcionar dentro de uma célula; esse não será exatamente o caso para as origens da vida."

O que os pesquisadores descobriram foi que a arginina era um jogador em muitas das interações químicas entre proteínas e aptâmeros.

"Claro, esperávamos que fosse muito importante para as interações eletrostáticas porque tem carga positiva, "Chen disse, "mas também era o aminoácido dominante para interações hidrofóbicas, empilhamento de interações e esses outros modos diferentes de interação pelos quais outros aminoácidos são mais conhecidos. "Em menor grau, lisina (outro aminoácido carregado positivamente) também desempenhou papéis significativos nessas interações.

Entre outros motivos, a arginina pode ter passado despercebida porque é um aminoácido relativamente mais difícil de sintetizar.

"Normalmente as pessoas baseiam o consenso sobre o que é pré-biótico e o que não é em experimentos, "Blanco disse." E usando o que as pessoas acreditam serem condições pré-bióticas, arginina e lisina parecem ser difíceis de sintetizar ou detectar. "Mas só porque algo como a arginina não foi produzido nos experimentos de laboratório realizados até agora, Blanco continuou, não significa que não estava lá.

Os pesquisadores têm o cuidado de apontar que, embora o aminoácido que chamamos de arginina tenha sido considerado importante nas interações de ligação aptâmero-proteína que examinaram, bilhões de anos atrás, a biomolécula pode não ter sido necessariamente a arginina de hoje, mas talvez um equivalente primordial com carga positiva.

Esse desenvolvimento lança mais luz sobre o que poderia ter sido as condições ideais para o surgimento da vida. Há uma variedade de hipóteses - de cometas a fontes hidrotermais e outros ambientes - que podem ter sido favoráveis ​​para a evolução eventual das células, bem como vários experimentos marcantes que reforçam a ideia do RNA World.

"Se tivéssemos descoberto que a glicina era realmente importante para as interações RNA-proteína - e a glicina está em toda parte - isso não teria sido útil para determinar as condições plausíveis, "disse Chen." Mas descobrir que a arginina era importante restringe o tipo de cenário que poderia ter dado origem ao código genético. "