Notas biopoéticas 13 - 18

Mais cacos “das moléculas ao homem”.

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Uma pequena nota antes de um tenso “debate”:

As leis que regem a formação de moléculas são as leis da Física, da Química, nada além delas.

A codificação evolui (complexa-se) na medida que as polimerizações ocorrem e sistemas de moléculas "colaborantes" emergem.

Criacionista ou análogo: Então por que o RNA (e presumo que o DNA também, já que este é mais complexo) e considerado o pesadelo dos químicos pré-bióticos?

Resposta: Avanços no sentido de entender-se a formação do RNA tem sido feitos.

Moléculas análogas ao PNA tem sido as mais sólidas candidatas, e há passos intermediários já colocados.

Não há isso de "pesadelo" no sentido de "sem qualquer possibilidade de saber como tenha ocorrido".

Exemplos:

New Study Brings Scientists Closer to the Origin of RNA - phys.org

Imagem de microscopia de força atômica de estruturas formadas pela auto-montagem do nucleósido TAP-ribose com ácido cianúrico. Crédito: Nicholas Hud.

Análise rápida do artigo “Asphalt, Water, and the Prebiotic Synthesis of Ribose, Ribonucleosides, and RNA” - centraldaciencia.wordpress.com

O artigo original:

Steven A. Benner, Hyo-Joong Kim, and Matthew A. Carrigan; Asphalt, Water, and the Prebiotic Synthesis of Ribose, Ribonucleosides, and RNA; Acc. Chem. Res., 2012, 45 (12), pp 2025–2034 - DOI: 10.1021/ar200332w - pubs.acs.org/doi

Michael P Robertson and Gerald F Joyce; The Origins of the RNA World; Advance April 28, 2010, doi: 10.1101/cshperspect.a003608 - cshperspectives.cshlp.org

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Criacionistas e similares teimam com a "ausência" do O2 na atmosfera primitiva.

O “argumento” baseia-se em supor que como o O2 não existia, e portanto, não poderia haver o ozônio, e logo, o UV chegava à superfície.

Mal sabem que depende esse dos fotossintetizantes, e isso encaixa-se com o processo evolutivo num quadro mais amplo, no seu histórico.

Igualmente, não se dão conta que muito boa parte da existência da vida conviveu com uma atmosfera extremamente "opaca" e que isso bloqueava o UV, além do que, nas partes mais altas da atmosfera, este mesmo UV produzia "em chuva" novas espécies químicas reativas, e muito da vida existia somente em determinada profundidade de lâmina d'água, que por si já bloqueia o UV.

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Afirmação: "Seleção não se encaixa na origem da vida, impossível."

Ao contrário, se encaixa.

Espécies químicas mais estáveis, catalíticas, automultiplicantes e ao fim colaborantes (sistemas) permanecem mais no meio.

Mas o termo tem de ser completado para "seleção química", pois não há ainda (obviamente) a genética nem algum de seus antecedentes diretos.

Proto-ribozimas, análogos ao PNA, análogos ao TNA, análogos ao RNA, RNA auto-replicante, proto-DNA, DNA.

Os ácidos nucleicos são proteínas modificadas, o que por si já é uma significativa pista.

Logo, havendo proteínas auto-replicantes, e eles banalmente existiram por seus nichos de catálise, típicos, chegou-se no sistema de replicação de genética mais simples.

Deste, perpetuou-se a replicação do sistema.

Não temos certos passos, e talvez nunca os tenhamos, mas afirmar "óh, é complexo então foi um designer externo ao natural", não é resposta. É só o conjunto de erros até de lógica de costume.

Colocar um sistema atual (que na verdade já tem no básico uns 3,7 bilhões de anos) como o ponto de partida único do que seja o processo é uma tolice.

Colocar que mesmo ele sendo produto de milagre, um impedimento de processo evolutivo, tolice maior, pois infelizmente, a argumentação do Design Inteligente não impede processo evolutivo.

Por ironia: Tanto que o sistema de replicação poderia ser produto de “duendes roxos de Alfa-Centauro”* e ainda sim, qualquer ser vivo na Terra é uma bactéria modificada.

* Só aqui, um exemplo de argumento que refuta qualquer argumento do tipo Paley. Ele não é concludente por uma divindade. Q.E.D..

A vida começou a ser selecionada desde que surgiu. Os mais marcantes fatores de seleção nos primeiros 2 bilhões de anos da vida na Terra foram as variações de temperatura.

( Relacionado basicamente com o "modelo termodinâmico" que a Terra segue, que necessita para não ser completamente congelada - hipótese da "bola de neve" - de gases de efeito estufa. )

Nesse meio tempo, o surgimento de fotossintetizantes produziu um novo fator muito dominante, que foi a produção de oxigênio.

Os grandes depósitos de óxido de ferro vermelho de diversas partes do globo são um registro desse processo, de grande escala. (ver Grande Evento de Oxigenação (GEO))

A vida não surge na Terra "de um habitat". Isso é na verdade, um erro ao se entender o processo.

Os vulcanismos no Hadeano era realmente mais intensos que os dos períodos seguintes e tiveram sua "inércia" no tempo posterior, o bombardeio de corpos celestes ainda abundantes no sistema solar ainda era intenso e disseminado pela superfície terrestre. (ver intenso bombardeio tardio (IBT))

Como fator que talvez seja bastante exclusivo da Terra, que com a Lua forma um sistema binário, as marés oceânicas eram colossais, de centenas de metros, e persistiram mantendo o meio reagente dos oceanos por muito tempo em grande agitação, proporcionando por simples mecanismos de contato em reações químicas o surgimento de reagentes probióticos.

Acrescente-se uma atmosfera mais parecida com a atmosfera de Vênus, com muito maior densidade e viscosidade, com fenômenos eletrostáticos mais intensos, maior temperatura, produzindo permanentemente precipitação de moléculas em complexação, pelos mecanismos do tipo Miller-Urey.

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O termo “explosão”, como seguidamente é usado em “Explosão do Cambriano”, é inadequado para tratar o que tenha sido a biopoese, e um dos seguidos erros básicos dos criacionistas.

Para se entender porque o termo "explosão" em termos de evolução do Cambriano é praticamente uma "peça de marketing", tem hoje de entender-se a fauna Ediacara:

pt.wikipedia.org - Biota ediacarana

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Uma pergunta corriqueira: A codificação genética pode surgir por si ou necessita de agente externo (necessariamente inteligente)?

A primeira pergunta que tem de ser feita é:

A codificação genética é da mesma natureza mais profunda como resultado de um processo que é a codificação lógica produto do humano?

A resposta é não.

A genética é emergente das polimerizações químicas e sistemas moleculares multi-reagentes / colaborantes.

Um algoritmo ou sistema de linguagem humano é um produto cultural, fruto das capacidades não propriamente lógicas do primeiro.

A analogia é válida, mas a plena similaridade é falha.

Já um cristal de gelo tem configurações (codificações de orientação) independentes de ação externa (como dizemos, inteligente):

Confunde-se até o resultado de sobrevivência entre variedades com o que seja um projeto.

Demonstração simples:

Moléculas são codificações?

Por um definição de cultura (e nesta a linguagem humana, limitada e no fundo errônea para tratar o problema), sim.

Então moléculas não poderiam se complexar por simples processos naturais.

Lamentamos, mas o trivial exemplo:

CO2 + H2O → H2CO3

Ou, e relacionado com as polimerizações de aminoácidos, as proteínas:

Hexametilendiamina + Ácido Adípico → Poliamida do tipo 6'6', conhecida como nylon, com peso molecular na casa de centena de milhar.

Ainda faltam sistemas?

Reagentes → Enzima Enantiosseletiva → Molécula Quiral, com orientação espacial selecionada.

Logo, moléculas se complexam, formam ordem de encadeamento e escolhem configuração no espaço.

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Trata-se de um artigo sobre maquinário celular, e não propriamente sobre biopoese, mas devido às relações da formação do maquinário celular mais básico em LUCA e certamente nos seus “contemporâneos e ancestrais”, deixo dentro desta coletânea.

Mas acrescentaria que apresenta-se “nas entrelinhas” a questão de que se hoje existem reações catalisadas por moléculas pequenas compostas com metais e a ação da luz, podem ter havido num passado pré-biótico reações destes tipos, sobre moléculas e sistemas pré-bióticos.

Keller MA, Piedrafita G, Ralser M.; The widespread role of non-enzymatic reactions in cellular metabolism. Curr Opin Biotechnol. 2015 Aug;34:153-61. doi: 10.1016/j.copbio.2014.12.020. Epub 2015 Jan 22. - PMID: 25617827 PMCID: PMC4728180 

DOI: 10.1016/j.copbio.2014.12.020 - www.ncbi.nlm.nih.gov

Resumo

As enzimas formam o metabolismo celular, são reguladas, rápidas e, na maioria dos casos, específicas. Contudo, as enzimas não impedem a ocorrência paralela de reações não enzimáticas. Reações não-enzimáticas foram importantes para a evolução das vias metabólicas, mas são retidas como parte da moderna rede metabólica. Eles se dividem em reatividade química inespecífica e reações específicas que ocorrem exclusivamente não enzimaticamente como parte da rede metabólica, ou em paralelo com as funções enzimáticas existentes. As reações não enzimáticas assemelham-se a mecanismos catalíticos tal como encontradas em todas as classes de enzimas principais e ocorrem espontaneamente, molécula pequena (por exemplo, metal) catalisada ou induzida pela luz. A ocorrência frequente de reações não-enzimáticas influencia a estabilidade e a estrutura da rede metabólica, devendo ser considerada no contexto de doenças metabólicas, modelagem de redes, biotecnologia e desenho de fármacos.