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Problema 2: Processos químicos sem controle não conseguem explicar a origem do código genético

Imagem: Mar primordial, em Serendigity/Flickr

Nota do tradutor: esta é a parte 2 da série de 10 artigos sobre os problemas científicos da evolução biológica e química. A série é baseada no capítulo “The Top Ten Scientific Problems with Biological and Chemical Evolution” de autoria de Casey Luskin no livro More than Myth, editado por Paul Brown e Robert Stackpole (Chartwell Press, 2014). Eis a lista de todos os artigos: Artigo introdutório, Problema 1, Problema 2, Problema 3, Problema 4, Problema 5, Problema 6, Problema 7, Problema 8, Problema 9, Problema 10.


Vamos supor que um mar primordial repleto dos blocos de construção da vida realmente tivesse existido na Terra primitiva e que, de alguma forma, tenha produzido proteínas e outras moléculas orgânicas complexas. Os teóricos acreditam que o próximo passo na origem da vida é que — totalmente por acaso — moléculas cada vez mais complexas se formaram até que algumas delas começaram a se auto-replicar. Daí em diante, eles acreditam que a seleção natural darwiniana tomou conta, favorecendo aquelas moléculas que eram mais capazes de fazer cópias de si mesmas. Eventualmente, eles acreditam, era inevitável que essas moléculas poderiam evoluir para máquinas complexas — como as usadas no código genético de hoje — para sobreviverem e se reproduzirem.

Os modernos teóricos da origem da vida já explicaram como ocorreu essa passagem crítica de substâncias químicas inertes e não-vivas até sistemas moleculares auto-replicantes? A hipótese mais promissora para a origem da primeira vida é chamada de “mundo do RNA”. Em células vivas, a informação genética é carregada pelo DNA, e a maioria das funções celulares são realizadas pelas proteínas. No entanto, o RNA é capaz de ambas as tarefas, transportando informação genética e catalisar algumas reações bioquímicas. Como resultado, alguns teóricos postulam que a primeira vida poderia ter usado só RNA para cumprir todas essas funções.

Mas há muitos problemas com essa hipótese.

Em primeiro lugar, as primeiras moléculas de RNA teriam de surgir por processos químicos não biológicos e sem controle. Mas o RNA não é conhecido por ser montado sem a ajuda de um químico laboratorial treinado, controlando o processo de maneira inteligente. O químico da Universidade de Nova York Robert Shapiro criticou os esforços daqueles que tentaram produzir RNA no laboratório, afirmando: “A falha está na lógica — que esse controle experimental por pesquisadores em um laboratório moderno poderia estar disponível na Terra primitiva” [15].

Em segundo lugar, enquanto tem sido demonstrado que o RNA executa muitas funções na célula, não há nenhuma evidência de que ele possa executar todas as funções celulares necessárias atualmente desempenhadas por proteínas [16].

Em terceiro lugar, a hipótese do mundo do RNA não explica a origem da informação genética.

Defensores do mundo do RNA sugerem que, se a primeira vida auto-replicante foi baseada em RNA, seria necessária uma molécula de 200 a 300 nucleotídeos de comprimento [17]. No entanto, não há leis físicas ou químicas conhecidas que determinam a ordem dos nucleotídeos [18]. Para explicar a ordem dos nucleotídeos na primeira molécula de RNA auto-replicante, os materialistas devem recorrer ao mero acaso. Mas a chance de especificar, digamos, 250 nucleotídeos em uma molécula de RNA por acaso é de cerca de 1 em 10150 – abaixo do limite de probabilidade universal, ou de eventos que estão muito longe do possível de ocorrer na história do universo [19]. Shapiro expõe o problema desta maneira:

O aparecimento súbito de uma grande molécula auto-replicante tal como o RNA era extremamente improvável… [A probabilidade] é tão ínfima tal que o seu acontecimento uma vez sequer em qualquer lugar do universo visível já contaria como uma obra de muita sorte [20].

Em quarto lugar — e mais fundamental –, a hipótese do mundo do RNA não explica a origem do código genético em si. A fim de evoluir para a vida baseada em DNA e proteínas que existem hoje, o mundo do RNA precisaria desenvolver a capacidade de converter informações genéticas em proteínas. No entanto, este processo de transcrição e tradução requer um conjunto grande de proteínas e máquinas moleculares, que são eles mesmos codificados por informação genética. Isso traz o típico problema do ovo e da galinha, onde as enzimas essenciais e máquinas moleculares são necessárias para executar a tarefa mesma que as constroem.

A galinha e o DVD

Para avaliar esse problema, considere a origem do primeiro DVD e do primeiro leitor de DVD. DVDs são ricos em informações, mas sem os mecanismos do leitor de DVD para ler o disco, processar sua informação, e convertê-la em uma imagem e som, o disco seria inútil. Mas e se as instruções para a construção do primeiro aparelho de DVD só fossem encontradas codificadas em um DVD? Você nunca poderia rodar o DVD para aprender a construir um leitor de DVD. Então como o primeiro disco e o primeiro leitor de DVD teriam surgido? A resposta é óbvia: um processo controlado com objetivo — design inteligente — é necessário para produzir tanto o leitor como o disco ao mesmo tempo.

Em células vivas, as moléculas de transporte de informação (por exemplo, DNA ou RNA) são como o DVD, e a maquinaria celular que lê essa informação e a converte em proteínas são como o leitor de DVD. Assim como a analogia do DVD, a informação genética nunca poderia ser convertida em proteínas sem a maquinaria adequada. No entanto, nas células, as máquinas necessárias para o processamento da informação genética no RNA ou DNA são codificados por essas mesmas moléculas genéticas – elas executam e controlam a própria tarefa que as constrói.

Este sistema não pode existir, a menos que tanto a informação genética quanto o mecanismo de transcrição/tradução estejam presentes ao mesmo tempo e que ambos falem a mesma língua. O biólogo Frank Salisbury explicou esse problema em um artigo do American Biology Teacher não muito depois de o funcionamento do código genético ter sido descoberto pela primeira vez:

É interessante falar sobre moléculas de DNA replicantes provenientes de um mar-sopa, mas nas células modernas essa replicação requer a presença de enzimas adequadas… A ligação entre o DNA e a enzima é altamente complexa, envolvendo RNA e enzima para a sua síntese em um modelo de DNA; ribossomos; enzimas para ativar os aminoácidos; e moléculas de RNA de transferência… Como, na ausência da enzima final, a seleção poderia agir sobre o DNA e todos os mecanismos para replica-lo? É como se tudo devesse acontecer ao mesmo tempo: todo o sistema deve vir a existir como uma unidade, ou ele é inútil. Pode muito bem existirem maneiras de sair deste dilema, mas eu não as vejo no momento [21].

Apesar de décadas de trabalho, os teóricos da origem da vida ainda estão perdidos em explicar como esse sistema surgiu. Em 2007, o químico de Harvard George Whitesides recebeu a Medalha Priestley, o maior prêmio da American Chemical Society. Durante seu discurso de aceitação, ele deu essa análise firme, reproduzida na respeitada revista Chemical and Engineering News:

A origem da vida. Este problema é um dos grandes da ciência. Ele começa colocando a vida, e nós, no universo. A maioria dos químicos acreditam, como eu, que a vida surgiu espontaneamente a partir de misturas de moléculas na Terra pré-biótica. Como? Eu não faço idéia. [22]

De forma similar, o referido artigo em Cell Biology International conclui: “Novas abordagens para investigar a origem do código genético são necessárias. As limitações da ciência histórica são tais que a origem da vida poderá nunca ser entendida” [23]. Ou seja, as limitações poderão nunca ser entendidas, a menos que os cientistas estejam dispostos a considerar explicações científicas que levem em conta a intencionalidade, como o design inteligente.

Mas há um problema muito mais profundo com as teorias da evolução química, bem como as da evolução biológica. Isto não se refere apenas à capacidade de processar informação genética através do código genético, mas à origem mesma da informação.

Texto traduzido e adaptado de ENV.

Referências:

[15] Richard Van Noorden, “RNA world easier to make”, Nature News (13/05/2009), http://www.nature.com/news/2009/090513/full/news.2009.471.html, ou https://archive.is/7PvCJ.

[16] Veja Stephen C. Meyer, Signature in the Cell: DNA and the Evidence for Intelligent Design, p.304 (New York: HarperOne, 2009).

[17] Jack W. Szostak, David P. Bartel, e P. Luigi Luisi, “Synthesizing Life”, Nature, 409: 387-390 (18/01/2001).

[18] Michael Polanyi, “Life’s Irreducible Structure”, Science, 160 (3834): 1308-1312 (21/06/1968).

[19] Veja William A. Dembski, The Design Inference: Eliminating Chance through Small Probabilities (Cambridge University Press, 1998).

[20] Robert Shapiro, “A Simpler Origin for Life”, Scientific American, pp. 46-53 (junho de 2007).

[21] Frank B. Salisbury, “Doubts about the Modern Synthetic Theory of Evolution”, American Biology Teacher, 33: 335-338 (setembro de 1971).

[22] George M. Whitesides, “Revolutions In Chemistry: Priestley Medalist George M. Whitesides’ Address”, Chemical and Engineering News, 85: 12-17 (26/03/2007).

[23] J.T. Trevors e D.L. Abel, “Chance and necessity do not explain the origin of life”, Cell Biology International, 28: 729-739 (2004).

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