a origem extraterrestre das bases do DNA

Figura 1: Imagem do glorioso filme E.T.

A Genética Molecular é uma disciplina que explora a natureza molecular do gene e alguns dos principais processos que operam na "rotina" de transmissão da informação genética, cujo fluxo se inicia na molécula de DNA (descrita em 1953 por James Watson e Francis Crick), que é então transcrita em uma molécula de RNA que será traduzida durante a síntese de uma proteína* (esta dinâmica ilustra o famoso "Dogma Central da Biologia Molecular"). 

* Nota: nem toda molécula de RNA transcrita a partir do DNA é traduzida em proteína (estão aí os rRNAs, os tRNAs, os snRNAs e inúmeros outros que não podem ser esquecidos!). O mRNA (mensageiro, transcrito final), este sim, segue para a síntese protéica, intermediando a relação Genótipo (DNA) - Fenótipo (proteínas e enzimas).

Dentre as primeiras imagens associadas ao estudo da Genética Molecular está o substrato fundamental da síntese de DNA, o desoxirribonucleotídeo trifosfato, que é constituído por um açúcar (uma pentose, no caso a desoxirribose, o "D" do "DNA"), 3 grupos fosfato (cuja ligação se dá com o carbono 5' da pentose) e uma base nitrogenada (são econtradas 4 bases diferentes no DNA, classificadas em purinas (A e G) e pirimidinas (T e C)) (Figura 2).



Figura 2 - Bases nitrogenadas "comuns"

 

No mês passado, foi publicado um artigo na revista científica PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) descrevendo a abundância e a distribuição de bases nitrogenadas e estruturas análogas encontradas em meteoritos ricos em carbono (um tipo raro). A principal dificuldade dos estudos que analisam a composição dos meteoritos (oriundos do espaço sideral) é descartar a possibilidade de contaminação por compostos terrestres e validar a origem extraterrestre do material analisado. Este artigo conseguiu identificar bases nitrogenadas e análogos raros e medir suas abundâncias em diferentes meteoritos, utilizando-se da técnica de Cromatografia Líquida - Espectrometria de Massa. A origem extraterrestre das bases nitrogenadas foi validada por uma série de observações que incluiram a identificação de padrões de diversidade  molecular associados com a formação de séries de nucleobases estruturalmente homólogas e raras (ou ausentes) no ambiente terrestre, a obtenção experimental destas bases a partir de  reações em Cianeto de Amônia em laboratório (simulação do ambiente químico do meteorito, gerando as bases Adenina, Purina, Hipoxantina, 6,8-diaminopurina, 2,6-diaminopurina, Guanina e  Xantina, em ordem decrescente de abundância) e o uso de controles experimentais ou "branco" (amostras genuinamente terrestres) com precisão para identificar a presença de até uma parte por bilhão de um componente (as bases 6,8-diaminopurina e 2,6-diaminopurina, por exemplo, nunca foram detectadas nos controles, incluindo amostras de gelo Antártico e de solo de locais onde os meteoritos foram originalmente encontrados).

Considerando-se que estas unidades, as bases nitrogenadas, são fundamentais para estrutura dos ácidos nucléicos (DNA e RNA), e que estes são componentes essenciais para o desenvolvimento da vida na Terra (como a conhecemos), o artigo conclui que os meteoritos podem ter providenciado um "kit" básico de componentes moleculares essenciais para origem da vida neste planeta e possivelmente em outros (registre-se que também já foi encontrada grande diversidade de aminoácidos e análogos nestes meteoritos).

O título do artigo original:

"Carbonaceous meteorites contain a wide range of extraterrestrial nucleobases", o primeiro-autor (e vários outros) são da NASA, agência espacial americana. Um vídeo bem informativo sobre este estudo, com narração do primeiro-autor do artigo, pode ser visualizado aqui. 

Este semestre, este artigo foi apresentado para os alunos dos cursos de Ciências Biológicas da UFSCar - Sorocaba como forma de aproximar os conteúdos tratados em sala de aula - no contexto da Natureza Molecular do Gene - aos desafios atuais da pesquisa científica em áreas de fronteira de conhecimento. E, convenhamos, esta perspectiva extraterrestre associada à origem do nosso DNA é ou não é de arrepiar? Caso alguém tenha interesse, posso compartilhar maiores detalhes sobre a atividade desenvolvida em sala de aula (esta primeira versão foi satisfatória, mas pode ser aprimorada), sugestões neste sentido são bem-vindas.

anaclaudia