Cristais líquidos formados por fitas curtas de RNA, revelado por microscopia óptica polarizada. Crédito:American Chemical Society
As telas das televisões modernas, telefones celulares e monitores de computador dependem de cristais líquidos - materiais que fluem como líquidos, mas têm moléculas orientadas em estruturas semelhantes a cristais. Contudo, os cristais líquidos podem ter desempenhado um papel muito mais antigo:ajudar a montar as primeiras biomoléculas da Terra. Pesquisadores relatando em ACS Nano descobriram que moléculas curtas de RNA podem formar cristais líquidos que estimulam o crescimento em cadeias mais longas.
Os cientistas especularam que a vida na Terra se originou em um "mundo de RNA, "onde o RNA cumpriu o duplo papel de transportar informações genéticas e conduzir o metabolismo antes do surgimento do DNA ou das proteínas. pesquisadores descobriram fitas de RNA catalítico, ou "ribozimas, "em genomas modernos. Ribozimas conhecidas têm cerca de 16-150 nucleotídeos de comprimento, então como fez esses sequências se montam em um mundo primordial sem ribozimas ou proteínas existentes? Tommaso Bellini e seus colegas questionaram se os cristais líquidos poderiam ajudar a guiar precursores de RNA curtos para formar filamentos mais longos.
Descobrir, os pesquisadores exploraram diferentes cenários em que RNAs curtos poderiam se auto-montar. Eles descobriram que em altas concentrações, sequências curtas de RNA (com 6 ou 12 nucleotídeos de comprimento) espontaneamente ordenadas em fases de cristal líquido. Os cristais líquidos se formaram ainda mais facilmente quando os pesquisadores adicionaram íons de magnésio, que estabilizou os cristais, ou polietilenoglicol, que sequestrou o RNA em microdomínios altamente concentrados. Uma vez que os RNAs foram mantidos juntos em cristais líquidos, um ativador químico poderia unir com eficiência suas extremidades em fios muito mais longos. Este arranjo também ajudou a evitar a formação de RNAs circulares que não podiam ser alongados mais. Os pesquisadores apontam que o polietilenoglicol e o ativador químico não seriam encontrados nas condições primordiais, mas eles dizem que outras espécies moleculares poderiam ter jogado de forma semelhante, se menos eficiente, papéis.