A Origem da Vida...A ORIGEM ESPONTANEA DA VIDA A Hipótese de Oparin-Haldane e o Experimento de Miller Miller S. L. Production of amino acids under possible primitive earth conditions

A Origem da Vida

Prof. Tarcisio Vieira

A Origem da VidaProf. Tarcisio da Silva Vieira

ADVERTÊNCIA

Este power point não deve ser considerado como uma publicação acadêmica, por tratar-se

de apenas uma apresentação abordada pelo Palestrante visando ilustrar o tema divulgado

no XI Seminário Filosofia das Origens, realizado em Curitiba.

SUMÁRIO

1. Introdução

2. O Pensamento Evolucionista

3. A Origem Espontânea da Vida

4. O Experimento de Miller

5. O Mundo de RNA

6. Adsorção de Moléculas em Minerais

7. Considerações Finais

8. Referências Bibliográficas

INTRODUÇÃOA ideia de um suposto ancestral comum

* Seres humanos e as

demais formas de vida

compartilhariam um

suposto ancestral

comum que teria vivido

a milhões de anos

atrás.

INTRODUÇÃOA ideia de um suposto ancestral comum

* Mutações, seleção

natural e o tempo teriam

dado origem a toda a

biodiversidade existente.

INTRODUÇÃO“Evidências” de parentesco evolutivo

* Semelhanças na composição bioquímica


* Semelhanças na morfologia


* Semelhanças na composição genética

INTRODUÇÃOA versão bíblica para a origem da vida e do Universo

* Tu és digno, Senhor e Deus

nosso, de receber a honra, a

glória e o poder, porque todas as

coisas Tu criastes, sim, por

causa da tua vontade vieram a

existir e foram criadas.

Ap. 4:11

Criacionismo Bíblico Evolucionismo

A vida e o Universo

resultaram do

propósito e do

planejamento do

Deus Criador

A vida e o Universo

surgiram

espontaneamente da

ação das leis

naturais e do acaso

INTRODUÇÃOUma grande controvérsia

X

INTRODUÇÃOComo surgem os seres vivos?

* Abiogênese


* Biogênese


Louis Pasteur

(1822 – 1895)

“ Um ser vivo somente

pode vir a existir a partir

de um outro ser vivo

pré-existente”.

* Como, então, teria surgido

o primeiro ser vivo, aquele

considerado o ancestral de

todas as formas de vida e

que teria sofrido a ação da

seleção natural, dando

origem a toda a diversidade

de seres vivos?

INTRODUÇÃOO maior enigma evolucionista de todos os tempos

INTRODUÇÃOUma nova área de estudos: Química Pré-Biótica

“Estuda, sob as condições

que se supõem terem

existido na Terra primitiva,

qualquer reação ou conjunto

de reações químicas que

possa ter contribuído para o

surgimento espontâneo da

vida na Terra”.

INTRODUÇÃOUma nova área de estudos: Química Pré-Biótica

* A Ciência realmente tem

uma explicação convincente

para o surgimento

espontâneo da vida?

O PENSAMENTO EVOLUCIONISTANos tempos de Darwin

MORATO, M. A. et al. Representação visual de estruturas biológicas em materiais de ensino. Hist. Cienc. saude-

Manguinhos, 5, 415-433, 1998.

* Na época de Darwin a

célula era vista como uma

“pequena e simples bolsa

cheia de líquido,

apresentando em seu

interior alguns pontinhos

escuros”.

A célula: Uma estrutura extremamente complexa



<http://www.microscopyu.com/articles/fluorescence/filtercubes/triple/dapifitctritc/images/dapifitctritcspecimensfigure2.jpg >

Acesso em 21/07/2011







O PENSAMENTO EVOLUCIONISTAO registro fóssil da suposta primeira forma de vida


* De acordo com a interpretação

evolucionista deste esquema,

os fósseis de seres

considerados mais evoluídos

seriam encontrados no topo

desta coluna, enquanto que os

seres considerados menos

evoluídos seriam encontrados

na base da coluna.


SCHOPF, J. W. et al. Laser-Raman Imagery of Earth´s Earliest Fossils. Nature, 416, 73-76, 2002

* Estas supostas

primeiras formas de vida

seriam semelhantes às

bactérias termófilas e

halófilas existentes na

atualidade.

SAUER, F. D.; BLACKWELL, B. A.; KRAMER, J. K. Ion transport and methane production in Methanobacterium thermoautotrophicum. Proc. Natl. Acad. Sci., 91, 4466-4470, 1994.

KRAMER, J. K.; SAUER, F. D.; BUNDLE, D. R. The presence of tightly bound Na+ and K+ in glycolipids of Methanobanterium thermoautotrophicum. Biochm. Biophys. Acta., 961, 285-292, 1998.

* Estas “simples” formas

de vida estão equipadas

com complexos e

sofisticados mecanismos

de proteção!

As formas de vida “mais simples” também são muito complexas!

A ORIGEM ESPONTANEA DA VIDAAnálise crítica de alguns dos principais modelos

A Hipótese de Oparin-Haldane

A ORIGEM ESPONTANEA DA VIDAHipótese de Oparin-Haldane

* A atmosfera primitiva seria

fortemente redutora, composta

principalmente por CH4, NH3,

H2 e H2O.

* Os compostos orgânicos

resultantes das reações

químicas entre estes gases

seriam então precipitados nos

oceanos, constituindo uma

“Sopa Primordial”.

A ORIGEM ESPONTANEA DA VIDAHipótese de Oparin-Haldane

* Estas moléculas orgânicas

mais simples reagiriam entre

si para formar polímeros, os

quais dariam origem à

“protocélulas”. Estas, por sua

vez, originariam as atuais

células que constituem os

organismos vivos.

Miller S. L. Production of amino acids under possible primitive earth conditions, Science ,117, 1953, 528-531

CH4, NH3, H2, H2OComposto Inorgânicos

Ácidos carboxílicos

AminoácidosComposto Orgânicos

A ORIGEM ESPONTANEA DA VIDAA Hipótese de Oparin-Haldane e o Experimento de Miller

Miller S. L. Production of amino acids under possible primitive earth conditions, Science ,117, 1953, 528-531

A ORIGEM ESPONTANEA DA VIDAA Hipótese de Oparin-Haldane e o Experimento de Miller

ROH

NH2

O

Amina

(básica)

Ácido carboxílico

* Duas “porções reativas”

que permitem que os

aminoácidos presentes em

uma mistura possam reagir

e formar uma cadeia

peptídica (polímero).

O EXPERIMENTO DE MILLERO que não é publicados nos livros e artigos

* A obstrução de qualquer

um dos “encaixes” reduz o

número de possibilidades

de montagem.


* A presença de compostos com apenas uma “porção

reativa” compromete o crescimento adequado da

cadeia peptídica.


* A hipótese de Oparin-Haldane e

o Experimento de Miller têm

apenas valor histórico, não tendo

nenhuma validade para apoiar a

ideia de que seres vivos poderiam

ter surgido espontaneamente a

partir da matéria inorgânica!


KASTING, J. F.; HOWARD, M. T. Atmospheric composition and climate on the earlier Earth. Phil. Trans. R. Soc.

B, 361, 1733-1742, 2006.

ZAIA, D. A. M., ZAIA, C. T. B. V. Algumas controvérsias sobre a origem da vida. Química Nova, 31, 1599-1602, 2008.


Mundo de RNA

WALTER, G. The RNA world. Nature, 319, 618, 1986.

A ORIGEM ESPONTANEA DA VIDAO Mundo de RNA

JOHNSTON, W. K. et al., RNA-catalized RNA polymerization: accurate and general RNA-templated primer extension. Science, 292, 1319-1325, 2001.

A ORIGEM ESPONTANEA DA VIDAO Mundo de RNA

O MUNDO DE RNAAnálise crítica do modelo

* As supostas condições pré-

bióticas seriam adequadas

para a obtenção de RNA com

pureza e em quantidade

suficiente na Terra primitiva?

O MUNDO DE RNAAnálise crítica do modelo: Conceitos elementares

O MUNDO DE RNAAnálise crítica do modelo: Conceitos elementares

* Para que o “Mundo de

RNA” fosse viável, os

constituintes do RNA

deveriam ser formados em

quantidade suficiente e

apresentarem elevada

estabilidade nas suposta

condições pré-bióticas!

O MUNDO DE RNAAnálise crítica do modelo

FERRIS, J. P. Prebiotic synthesis on minerals: Bridging prebiotic and RNA world. Bio. Bull., 196, 311-314,

1999.

O MUNDO DE RNAObtenção e estabilidade de bases nitrogenadas


1999.



1999.


http://www.jpl.nasa.gov/images/spitzer/20090407/spitzerB20090407-full.jpg


As condições propostas para a Terra primitiva são muito mais drásticas!


1999.


* Não se verificaram os rendimentos desta reação em diferentes valores de pH e temperatura!

BASE NITROGENADA

Meia-Vida (T1/2)

100°C 0°C

Adenina 1 ano ≥ 106 anos

Guanina 1 ano ≥ 106 anos

Uracila 12 anos ≥ 106 anos

Citosina 19 dias 17.000 anos

MILLER, S. L.; LEVY, M. The stability of the RNA base: Implication for the origin of life. Proc. Natl. Acad. Sci.

USA, 95, 7933-7938, 1998.


* “Frente a estes resultados,

concluímos que adenina,

guanina, uracila e citosina

não poderiam ter sido

utilizadas no inicio da vida na

Terra”.

MILLER, S. L.; LEVY, M. The stability of the RNA base: Implication for the origin of life. Proc. Natl. Acad. Sci.

USA, 95, 7933-7938, 1998.


O MUNDO DE RNAObtenção e estabilidade de pentoses

SIMONOV, A. M. et. al. Possible prebiotic synthesis of monosaccharides from formaldehyde in presence ofphosphates. Advances in Space Research, 40, 1634-1640, 2007.


SIMONOV, A. M. et. al. Possible prebiotic synthesis of monosaccharides from formaldehyde in presence ofphosphates. Advances in Space Research, 40, 1634-1640, 2007.

LARRALDE, R.; ROBERTSON, M. P.; MILLER, S. L. Rates of decomposition of ribose and other sugars:Implications for chemical evolution. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 92, 8158-8160, 1995.


73 minutos!

“É difícil compreender

como a ribose poderia

ter desempenhado

algum papel na origem

da vida”.

O MUNDO DE RNAObtenção espontânea de RNA


“Os pesquisadores britânicos conseguiram

demonstrar a síntese espontânea em

laboratório. [...] Segundo o estudo, todos

os materiais usados na síntese estiveram

presentes nos primórdios da vida na Terra

e as condições de reações usadas foram

consistentes com os modelos geoquímicos

dos ambientes então existentes no

planeta”.



http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2c/RNA_chemical_structure.GIF

O MUNDO DE RNAObtenção espontânea de RNA: É o senhor incrível!


Químicos também têm seus

“segredinhos culinários”...


• AJUSTE das condições de temperatura e pressão;

• PLANEJAMENTO de rotas sintéticas;

• CONTROLE das condições reacionais;

• PURIFICAÇÃO dos reagentes;

• Reagentes em concentração IDEAL no sistema reacional;

• TRATAMENTO da mistura reacional;

• CONTROLE do pH do meio reacional;

O MUNDO DE RNAObtenção “espontânea” de RNA

Mesmo entre os geólogos evolucionistas é consenso

que ácido fosfórico não era uma substância abundante

na Terra primitiva!

O MUNDO DE RNAObtenção “espontânea” de RNA


Adsorção de Moléculas na

Superfície de Areias

Bernal, J. D.; The Physical Basis of Life, Routledge and Kegan Paul Ltd.: London, 1951.

ADSORÇÃO DE MOLÉCULASEntendendo o modelo

* Ainda que fosse possível a

formação de moléculas

orgânicas na Terra primitiva,

o grande volume de águas

oceânicas tornaria a

concentração destas

moléculas muito diluída.

* Uma solução para o problema

consiste na ideia de que as

moléculas seria concentradas

em poças: ciclos de

hidratação-secagem-hidratação

ADSORÇÃO DE MOLÉCULASEntendendo o modelo

Zaia et al. Adsorption of the L-amino Acids em sSea Sand J. Braz. Chem. Soc., 13, 679- 681, 2002

Zaia, D. A. M.; Zaia, C.T.B.V. Adsorção de Aminoácidos sobre Minerais e a Origem da Vida Quim. Nova, 29, 786-789,2006

ADSORÇÃO DE MOLÉCULASTestando o modelo

Somente são adsorvidos

aminoácidos com grupo R carregado (+ ou -)

ROH

NH2

O+ ou -


Zaia et al. Adsorption of the L-amino Acids em sSea Sand J. Braz. Chem. Soc., 13, 679- 681, 2002.

Zaia, D. A. M.; Zaia, C.T.B.V. Adsorção de Aminoácidos sobre Minerais e a Origem da Vida Quim. Nova, 29, 786-789, 2006.

KLAPPER, M, H. The independent distribution of amino acid near neighbor pairsinto polypeptides. Biochem. Biophys. Res. Commum., 78, 1018-1024, 1977.

ROH

NH2

O

ROH

NH2

O

ROH

NH2

O+ -

13,8% 11,7% 74,5%


* Os aminoácidos existentes

nos seres vivos diferem

grandemente dos aminoácidos

que são adsorvidos nos

experimentos que visam testar

este modelo!

ADSORÇÃO DE MOLÉCULASConcluindo...



“ Portanto, o mecanismo de

pré-concentrar aminoácidos

realizado pelos minerais pode

não ter sido tão importante

quanto se pensava [e foi

divulgado] anteriormente”.

ADSORÇÃO DE MOLÉCULASConcluindo...



CONSIDERAÇÕES FINAIS

1. Todos os dias compostos

inorgânicos são convertidos em

compostos orgânicos, contudo,

não existe nada de aleatório ou de

espontâneo nestes processos;

2. A origem da vida é abordada de

forma a não permitir o

desenvolvimento do pensamento

crítico nos estudantes;


3. Todos os trabalhos publicados

versando sobre a origem da vida,

ao contrário do que é vinculado

pela mídia, reforçam o pensamento

criacionista;


4. “... antes, santificai a

Cristo, como Senhor, em

vosso coração, estando

sempre preparados para

responder a todo aquele

que vos pedir razão da

esperança que há em vós”.

1 Pe 3:15


REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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