Crédito: Imagem cortesia de Karolina Spustova.
Uma nova pesquisa da Universidade de Oslo fornece evidências de que as “protocélulas” que se formaram há cerca de 3.8 bilhões de anos, antes de bactérias e organismos unicelulares, poderiam ter compartimentos especializados semelhantes a bolhas que se formaram espontaneamente, encapsularam pequenas moléculas e formaram “filhas”. ” protocélulas.
ROCKVILLE, MD – Os cientistas há muito especulam sobre as características que nossos ancestrais unicelulares podem ter tido, e a ordem em que essas características surgiram. Compartimentos semelhantes a bolhas são uma marca registrada do super reino ao qual nós e muitas outras espécies, incluindo leveduras, pertencemos. Mas as células do super-reino de hoje têm uma série de moléculas especializadas que ajudam a criar e moldar essas bolhas dentro de nossas células. Os cientistas se perguntaram o que veio primeiro: as bolhas ou as moléculas modeladoras? Uma nova pesquisa de Karolina Spustova, estudante de pós-graduação e colegas do laboratório de Irep Gözen na Universidade de Oslo, mostra que com apenas algumas peças-chave essas pequenas bolhas podem se formar por conta própria, encapsular moléculas e se dividir sem ajuda. Spustova apresentará sua pesquisa, publicada em janeiro, na quarta-feira, 24 de fevereiro, no 65º Encontro Anual da Sociedade de Biofísica.
3.8 bilhões de anos atrás é quando nosso antigo ancestral unicelular surgiu. Teria precedido não apenas organismos complexos em nosso superreino, mas também as bactérias mais básicas. Se essa “protocélula” tinha compartimentos semelhantes a bolhas é um mistério. Por muito tempo, os cientistas pensaram que essas bolhas lipídicas eram algo que diferenciava nosso super-reino de outros organismos, como bactérias. Por causa disso, os cientistas pensaram que esses compartimentos poderiam ter se formado depois que as bactérias surgiram. Mas pesquisas recentes mostraram que as bactérias também têm compartimentos especializados, o que levou a equipe de pesquisa de Gözen a se perguntar: a protocélula que veio antes das bactérias e de nossos ancestrais poderia tê-los? E se sim, como eles poderiam ter se formado?
A equipe de pesquisa misturou os lipídios que formam os compartimentos celulares modernos, chamados fosfolipídios, com água e colocou a mistura em uma superfície semelhante a um mineral. Eles descobriram que grandes bolhas se formaram espontaneamente e, dentro dessas bolhas, havia outras menores. Para testar se esses compartimentos poderiam encapsular pequenas moléculas, como precisariam fazer para ter funções especializadas, a equipe adicionou corantes fluorescentes. Eles observaram que essas bolhas eram capazes de absorver e reter os corantes. Eles também viram casos em que as bolhas se dividiram, deixando bolhas “filhas” menores, o que é “algo como uma simples divisão das primeiras células”, diz Spustova. Tudo isso ocorreu sem máquinas moleculares, como as que temos em nossas células, e sem adição de energia.
A ideia de que isso poderia ter acontecido na Terra há 3.8 bilhões de anos não é inconcebível. Gözen explicou que a água teria sido abundante, além de “sílica e alumínio, que usamos em nosso estudo, estão presentes em rochas naturais”. A pesquisa mostra que as moléculas de fosfolipídios podem ter sido sintetizadas sob as condições da Terra primitiva ou chegaram à Terra com meteoritos. Gözen diz: “acredita-se que essas moléculas tenham atingido concentrações suficientes para formar compartimentos fosfolipídicos”. Portanto, é possível que a antiga “protocélula” que veio antes de todos os organismos atualmente na Terra tivesse tudo o que precisava para que os compartimentos semelhantes a bolhas se formassem espontaneamente.
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