Os precursores químicos das biomoléculas atuais podem ter se formado não apenas no fundo do mar em fontes hidrotermais, mas também em lagoas quentes na superfície da Terra. As reações químicas que podem ter ocorrido nessa "sopa primordial" já foram reproduzidas em experimentos por uma equipe internacional liderada por pesquisadores da Universidade Friedrich Schiller de Jena, na Alemanha. Eles até descobriram que uma das nucleobases, que representam o código do nosso material genético, poderia ter se originado da superfície do nosso planeta.
A Terra tem cerca de 4,6 bilhões de anos e nem sempre foi um lugar hospitaleiro para a vida. Nos primeiros cem milhões de anos, a atmosfera do nosso planeta consistia principalmente de nitrogênio, dióxido de carbono, metano, sulfeto de hidrogênio e cianeto de hidrogênio, também conhecido como ácido cianídrico. O oxigênio livre não existia. Nessas condições, o sulfeto de ferro, que se transforma em óxido de ferro quando exposto ao oxigênio, é estável. Na superfície do sulfeto de ferro, no entanto, reações biologicamente importantes podem ocorrer, semelhantes às que ocorrem em certas enzimas à base de ferro e enxofre, como nitrogenases e hidrogenases.

Uma redescoberta acidental tornou isso possível

"Nós nos perguntamos:o que acontece quando o sulfeto de ferro nesta atmosfera primordial entra em contato com o ácido cianídrico?" explica o Prof. Wolfgang Weigand do Instituto de Química Inorgânica e Analítica da Universidade de Jena.

"Foi útil para nós que tivéssemos descoberto acidentalmente uma forma particularmente reativa de sulfeto de ferro em uma colaboração bem-sucedida com meu colega Prof. Christian Robl. Essa forma já havia sido descoberta duas vezes na história, e em cada ocasião foi novamente esquecida:uma vez em 1700 e novamente na década de 1920. Por assim dizer, os dois doutorandos da época, Robert Bolney e Mario Grosch, descobriram pela terceira vez", acrescenta.

Os dois químicos observaram em laboratório que quando o pó de ferro é agitado com enxofre em água e levemente aquecido, após certo tempo, o sulfeto de ferro é formado como mackinawita em uma reação explosiva. Esse mineral serviu de catalisador no experimento da "sopa primordial".

Uma letra do código genético pode ter sido criada desta forma

"Adicionamos cianeto de potássio, ácido fosfórico e água ao sulfeto de ferro em uma atmosfera de nitrogênio e aquecemos a mistura a 80 graus Celsius. O ácido fosfórico converte o cianeto de potássio em ácido cianídrico. Em seguida, coletamos amostras de gás da atmosfera dos respectivos vasos e os analisou", explica Weigand. Os pesquisadores encontraram substâncias que podem ter servido como precursores químicos para as biomoléculas atuais.

Na revista ChemSystemsChem , a equipe confirma, entre outras coisas, a descoberta de tióis, que ocorrem como lipídios nas membranas celulares, bem como acetaldeído, que é necessário como precursor dos blocos de construção do DNA (chamados nucleosídeos). "Foi particularmente emocionante que, sob essas condições leves, conseguimos detectar adenina, uma nucleobase que é uma das cinco letras do código genético", diz Weigand.

Por meio da marcação de isótopos, a equipe conseguiu provar que o cianeto de fato forneceu o carbono para as moléculas que encontraram. Weigand explica:"Neste experimento, o cianeto de potássio não continha o isótopo carbono-12, que é o isótopo responsável por 98,9% do carbono que ocorre naturalmente no ambiente. Em vez disso, era o isótopo de carbono mais pesado e também estável. -13. Foi esse isótopo que encontramos nos produtos da reação. Desta forma, pudemos provar inequivocamente que os átomos de carbono nas moléculas que encontramos realmente vieram do cianeto de potássio marcado com isótopo."

Décadas de imaginação e paciência

Weigand está particularmente grato pela cooperação de toda a equipe internacional:"Você realmente precisa de imaginação e paciência para esse trabalho", diz ele. "E Robert Bolney e Mario Grosch provaram isso. A cooperação com nossos colegas da Universidade da Califórnia, Irvine e da LMU Munique também foi exemplar."

A importância da imaginação e especialmente da paciência na ciência é exemplificada pelo próprio Wolfgang Weigand. Porque em 2003, ele recebeu o Prêmio de Pesquisa da Turíngia junto com o Prof. Günter Kreisel da Universidade de Jena e Dr. Willi Brand do Instituto Max Planck de Biogeoquímica Jena por seu artigo "Uma possível formação prebiótica de amônia de nitrogênio molecular em sulfeto de ferro superfícies."

Agora - quase 20 anos depois - Weigand também conseguiu mostrar que os primeiros compostos de carbono, dos quais a vida mais tarde cresceu, poderiam ter se formado sob essas condições a partir do cianeto na superfície da Terra. + Explorar mais

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