Tempo em Sistemas Vivos (TSVII)
Prof. Dr. Leandro Nascimento Lemos
Origem da Vida
Questionamento inicial
“Se a vida fosse um show da Lady Gaga, o que viria primeiro?
O palco — com luzes, fumaça e energia fervilhando, pronto para receber qualquer performance?
Ou o roteiro — com letras, coreografias e a identidade da estrela cuidadosamente planejadas?
Questionamento inicial
“Se a vida fosse um show da Lady Gaga, o que viria primeiro?
O palco — com luzes, fumaça e energia fervilhando, pronto para receber qualquer performance?
A vida começou com função e energia, como sugere a hipótese metabólica?
Ou o roteiro — com letras, coreografias e a identidade da estrela cuidadosamente planejadas?
Ou com informação e replicação, como propõe a hipótese informacional?”
Questionamento inicial
1. Quais são as propriedades básicas compartilhadas por todas as células vivas na Terra?
Propriedades básicas compartilhadas
1. Disponibilidade contínua de fontes de carbono reativo, essencial para a síntese de novas moléculas orgânicas.
Propriedades básicas compartilhadas
2. Um suprimento de energia livre (capaz de impulsionar reações químicas) para conduzir à bioquímica metabólica - a formação de novas proteínas, DNA e outros.
Energia disponível de forma acessível e contínua: Na célula moderna, esse papel é desempenhado principalmente por gradientes de prótons (força próton-motriz), ATP e reações de oxidorredução.
Propriedades básicas compartilhadas
3. Catalisadores para acelerar e canalizar essas reações metabólicas.
Respiratory complex I
Propriedades básicas compartilhadas
4. Compartimentalização – separar o interior do exterior.
Propriedades básicas compartilhadas
5. Material hereditário – RNA, DNA ou um equivalente -, para especificar a forma e a função detalhadas.
Questionamento inicial
2. Por que essas estruturas são universais?
Nick Lane: Exploring the Deep Mystery of Life's Origins
Hipóteses sobre a origem da vida
Hipótese Informacional
(a vida começa com o RNA, que armazena informação e catalisa reações)
Vs.
Hipótese Metabólica
(A vida teria surgido de reações químicas auto-organizadas sustentadas por gradientes energéticos naturais em ambientes geologicamente ativos, como fontes hidrotermais)
Hipóteses sobre a origem da vida
Hipótese Informacional
Hipótese metabólica
Hipóteses sobre a origem da vida
Hipótese Informacional
(a vida começa com o RNA, que armazena informação e catalisa reações)
Hipóteses sobre a origem da vida
Hipótese Informacional
(a vida começa com o RNA, que armazena informação e catalisa reações)
Hipóteses sobre a origem da vida
Hipótese Informacional
(a vida começa com o RNA, que armazena informação e catalisa reações)
Hipóteses sobre a origem da vida
Hipótese Informacional
(a vida começa com o RNA, que armazena informação e catalisa reações)
Hipóteses sobre a origem da vida
Hipótese Metabólica
(A vida teria surgido de reações químicas auto-organizadas sustentadas por gradientes energéticos naturais em ambientes geologicamente ativos, como fontes hidrotermais)
Hipóteses sobre a origem da vida
Modelo geoquímico para a origem da vida em fontes hidrotermais alcalinas
1. Fontes hidrotermais alcalinas ricas em minerais, com pH entre 9 e 11. Esses fluidos se misturam com a água do oceano, que tinha um pH mais ácido (6,5 – 7).
1.
1.
2. A parede porosa de rocha age como uma barreira semipermeável.
3. Gradiente de prótons.
4. complexo proteico semelhante à ATP sintase, que usa o fluxo de prótons do oceano para dentro da célula (pela membrana) para gerar ATP a partir de ADP + Pi (fosfato inorgânico).
3.
4.
Modelo geoquímico para a origem da vida em fontes hidrotermais alcalinas
Hipóteses sobre a origem da vida
Hipótese Informacional
Hipótese metabólica
Dinâmica
Tarefa dos grupos:
ilum.cnpem.br
Prof. Dr. Leandro Nascimento Lemos
leandro.lemos@ilum.cnpem.br
OBRIGADO