Cientistas da Sociedade Max Planck investigaram a hipótese de que os primeiros domínios de proteínas surgiu por fusão e crescimento aos poucos a partir de um ancestral conjunto de péptidos simples, que se surgiu em uma vida pré-celular baseado no RNA, cerca de 3,5 bilhões de anos atrás.
Proteínas e línguas compartilham muitas semelhanças - ambos, por exemplo, deu o seu significado através de um arranjo adequado de blocos básicos de construção. Andrei Lupas, diretor do Instituto Max Planck de Biologia do Desenvolvimento na Alemanha, e sua equipe aplicar métodos computacionais para reconstruir blocos de construção primordiais pelos estudos comparativos de proteínas modernas. A mesma abordagem é usada em lingüística para reconstruir vocabulários antigos por meio da comparação das línguas modernas.
Em um estudo recente, os cientistas relatam a identificação de 40, fragmentos peptídicos ancestrais, o que possivelmente representam os resquícios observáveis de um momento em que as primeiras proteínas foram criados, mais de 3,5 bilhões de anos atrás.
As proteínas são blocos de construção integrantes de toda a vida, das bactérias aos seres humanos. Em nossos corpos, eles são essenciais para todos os processos químicos: eles formam nossas unhas, cabelo, ossos e músculos, ajudam a digerir os alimentos que comemos, e eles defendem-nos formar bactérias patogênicas e vírus.
"A vida pode ser visto como substancialmente resultante da atividade química de proteínas", diz Lupas, Diretor do Departamento de Evolução da proteína no Instituto Max Planck de Biologia do Desenvolvimento. Ele e seus colaboradores estão particularmente interessados em compreender como essas biomoléculas complexas originou. Hoje sabemos que as proteínas são construídas principalmente através da montagem combinatória de apenas alguns milhares de unidades modulares, denominados domínios. No entanto, é clara a forma como essas mesmas unidades modulares emergiu.
Em uma análise sistemática de proteínas modernos, eles foram capazes de identificar 40 fragmentos peptídicos que ocorrem em proteínas aparentemente não relacionados, no entanto, ter semelhança impressionante nas suas sequências e estruturas. Com base na sua ocorrência disseminada em proteínas mais antigas (por exemplo, proteínas ribossomais) e o seu envolvimento em funções basais (por exemplo, a ligação de ARN, a de ligação de ADN), os autores propõem que estes fragmentos são os restos observáveis de uma RNA- primordial mundo peptídeo, uma forma precursora da vida baseada em DNA que conhecemos hoje.
No futuro, a contribuição desses fragmentos para a formação da estrutura da proteína terá de ser investigado experimentalmente, abrindo novos caminhos para otimizar proteínas existentes e projetar novos, ainda não existem na natureza. "Se nós elucidar esse processo, devemos ser capazes de criar novas formas de proteína", conclui Lupas, com aplicativos interessantes para a biotecnologia.
O Galaxy diário via Max Planck Society
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