Atualizado 16 de abril de 2026
Cientistas descobriram um pequeno incrível RNA catalítico (Ribozima) capaz de sintetizar uma cópia tanto de si mesma quanto do molde RNA que a codifica, as duas reações-chave necessárias para a autorreplicação, e possível origem da vida.
A pesquisa foi publicada na Revista Science.
Estaríamos assistindo, em laboratório, ao exato mecanismo que transformou o oceano primitivo em um berço de origem da vida há bilhões de anos?
Veremos a seguir como e por que a inédita demonstração desta atividade complexa em uma sequência de RNA pequena e compacta indica o caminho do surgimento espontâneo de RNAs autorreplicantes, e a origem da vida. Em texto, imagens e vídeos.
Vídeo 1: Descobrimos A ORIGEM DA VIDA – e pouca gente está falando disso
Vídeo 2: RNA curto que quase se replica sozinha pode explicar o surgimento da vida
Vídeo 3: A Evolução Pré-Darwiniana de LUCA (TEORIA DO MUNDO DE RNA/ORIGEM DA VIDA)
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O maior problema da biologia é desvendar o primeiro passo da origem da vida. Como uma molécula inanimada começou a se copiar?
O maior problema da biologia nunca foi a evolução, mas desvendar o primeiro passo da origem da vida. Como uma molécula inanimada aprendeu a se copiar?
Está claro que a auto-organização espontânea é o processo natural que está por trás da origem da vida. Mas ainda falta encontrar quais os blocos específicos que participaram nas reações bioquímicas.
A ciência deu um salto gigante ao descrever uma pequena ribozima que faz exatamente isso: encontrou uma pequena RNA que monta cópias de si mesma a partir de blocos de RNA. Não é apenas química. É o nascimento da informação hereditária.
É uma descoberta histórica. Se uma pequena RNA (ribozima) demonstra a capacidade de montar cópias de si mesma e de seu molde RNA, podemos estar perto de resolver os passos da evolução na origem da vida.
A descoberta dessa ribozima auto-replicante é o “Santo Graal” da biologia molecular. Ela permite abordar a transição exata entre a química e a vida — o chamado Mundo de RNA.
“Foi uma longa jornada até chegarmos ao ponto em que pudéssemos nos convencer de que o RNA tem a capacidade de se auto-reproduzir sob as condições adequadas. Acho que isso demonstra que é possível”, afirma Philipp Holliger, do Laboratório de Biologia Molecular do MRC em Cambridge, Reino Unido.
Conforme os cientistas moleculares, um dos maiores mistérios do nosso planeta é como uma sopa de substâncias químicas sem vida se transformou na primeira célula viva.
Existem diversas teorias concorrentes sobre onde isso aconteceu, desde gelo polar congelado até fontes hidrotermais superaquecidas.
Mas uma coisa em que a maioria dos cientistas concorda é que a vida não poderia começar até que surgisse uma molécula capaz de se replicar espontaneamente.
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Vídeo 1: Descobrimos A ORIGEM DA VIDA – e pouca gente está falando disso
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A hipótese do Mundo do RNA na origem da vida existe há décadas: a ideia de que RNAs replicantes proliferaram antes da evolução do DNA e das proteínas
Por décadas, a hipótese do Mundo do RNA propôs que o RNA era essa molécula e que se proliferou antes da evolução do DNA e das proteínas.
Esse RNA precisava ser capaz de armazenar informações genéticas e também construir estruturas como novas cadeias de RNA.
No entanto, existe um grande problema com essa linha de pensamento:
As moléculas de RNA (ribozimas) que sabemos que podem copiar outras moléculas de RNA são grandes e complexas. Isso significa que é altamente improvável que elas tenham se formado espontaneamente na sopa primordial.
É aqui que a descoberta de um novo candidato surgiu e pode resolver esse enigma.
A equipe de Philipp Holliger, do Laboratório de Biologia Molecular do MRC, no Reino Unido, relatou a descoberta de uma pequena molécula de RNA chamada QT45.
Eles o encontraram após pesquisarem uma vasta biblioteca de 12 trilhões de sequências aleatórias de RNA.
Procuravam por quaisquer fragmentos de RNA que pudessem atuar como uma polimerase — um construtor molecular. Quando a equipe encontrou alguns candidatos promissores, submeteu-os a uma versão molecular do teste de sobrevivência do mais apto.
Desafiaram-nos a construir cadeias cada vez mais longas sob condições cada vez mais difíceis. O QT45 emergiu como o vencedor.
Os cientistas então realizaram experimentos em uma mistura pastosa e salgada de cristais de gelo e líquido para simular as condições da Terra primitiva.
Nesse ambiente de laboratório, o QT45, que compreende apenas 45 nucleotídeos, provou que podia atuar como uma polimerase. Ele construiu uma fita de RNA complementar e então a usou como molde para criar uma cópia totalmente nova.
“Nosso estudo mostra que as funções complexas necessárias para a replicação do RNA… podem ser todas realizadas por um motivo de RNA de apenas 45 nucleotídeos”, comentaram os pesquisadores em seu artigo.
De acordo com os autores do estudo, se uma molécula tão pequena é capaz de realizar tarefas complexas como construir novas cadeias e se copiar, é provável que as moléculas que iniciam a vida sejam mais comuns.
“A descoberta da atividade da polimerase em um pequeno motivo de RNA sugere que os ribozimas da polimerase são mais abundantes no espaço da sequência de RNA do que se pensava anteriormente.”
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Vídeo 2: RNA curto que quase se replica sozinha pode explicar o surgimento da vida
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O RNA é o melhor candidato aos bloco básico de origem da vida, ele é um parente químico do DNA que geralmente existe na forma de cadeia simples
Nas células vivas, as proteínas desempenham funções essenciais, como catalisar reações químicas, e as instruções para produzi-las estão armazenadas em moléculas de DNA de cadeia dupla.
O RNA é um parente químico do DNA que geralmente existe na forma de cadeia simples.
Não é tão eficiente quanto o DNA para armazenar informações, pois é menos estável, mas pode fazer algo que o DNA não consegue: se dobrar para formar enzimas semelhantes a proteínas que podem catalisar reações químicas.
Como o RNA pode tanto armazenar informações quanto atuar como catalisador, já na década de 1960 foi sugerido que a vida poderia ter começado com moléculas de RNA capazes de catalisar sua própria formação.
Mas encontrar essas moléculas provou ser realmente difícil.
Os pesquisadores presumiam há muito tempo que os RNAs autorreplicantes deveriam ser relativamente grandes e complexos, mas descobriu-se que é muito difícil desdobrar RNAs grandes para replicá-los.
Além disso, embora tenha sido demonstrado que moléculas de RNA relativamente curtas podem se formar espontaneamente em condições adequadas, é muito improvável que moléculas grandes tenham feito o mesmo.
“Isso nos levou a pensar: ‘Bem, talvez estejamos errados. Talvez algo simples, algo pequeno, possa realizar esse processo’”, diz Holliger. “Então fomos procurar e encontramos.”
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Uma molécula inesquecível surgiu da busca em um trilhão de sequências aleatórias com 20, 30 ou 40 nucleotídeos: A QT45, tem apenas 45 nucleotídeos de comprimento
Os RNAs são compostos deblocos de construção chamados nucleotídeos. A equipe começou gerando um trilhão de sequências aleatórias com 20, 30 ou 40 nucleotídeos de comprimento. Dessas, selecionaram três que podiam realizar reações como a união de nucleotídeos.
As três foram unidas e submetidas a várias rodadas de evolução – alterando aleatoriamente, ou mutando, partes da sequência e selecionando as variantes com melhor desempenho.
A molécula resultante, chamada QT45, tem apenas 45 nucleotídeos de comprimento.
Em água alcalina ligeiramente acima do ponto de congelamento, ela pode usar RNA de fita simples como molde para produzir fitas complementares, unindo pequenas cadeias de RNA. dois ou três nucleotídeos, incluindo a criação de uma sequência complementar à sua própria.
“Atualmente, o processo é bastante lento e de baixo rendimento, mas isso não é nenhuma surpresa”, diz Holliger.
O QT45 também pode produzir mais cópias de si mesmo a partir dessas fitas complementares.
“Esta é, pela primeira vez, uma molécula de RNA capaz de se replicar e também sua fita codificadora, e essas são as duas reações constituintes da autorreplicação”, afirma Holliger.
Mas, até o momento, a equipe não conseguiu fazer com que ambas as reações ocorressem no mesmo recipiente. O plano agora é evoluir ainda mais a molécula e experimentar com condições como congelamento e descongelamento. Ciclos para verificar se ambas as reações poderiam ocorrer simultaneamente.
“O mais empolgante é que, uma vez que o sistema comece a se autorreplicar, ele deverá se tornar auto-otimizável”, diz Holliger.
Isso porque o processo, repleto de erros, produzirá muitas variações, algumas das quais podem funcionar melhor, gerando mais réplicas, e assim por diante.
“Os novos resultados do laboratório de Holliger são excepcionais e representam um avanço significativo, aproximando ainda mais o processo de obtenção de um RNA totalmente autorreplicante”, afirma Sabine Müller, da Universidade de Greifswald, na Alemanha.
“Talvez o aspecto mais significativo desta descoberta seja a identificação de um oligômero de RNA de tamanho moderado.”“Sequência com essas capacidades de autossíntese”, diz Zachary Adam, da Universidade de Wisconsin-Madison.
O número de sequências de RNA com 45 nucleotídeos de comprimento é “inimaginavelmente grande”, destaca Adam, portanto a equipe teve sucesso ao encontrar o QT45 a partir de um ponto de partida de apenas um trilhão de sequências aleatórias.
Na Terra primitiva, moléculas semelhantes ao QT45 poderiam ter sido capazes de se autorreplicar em um ambiente um pouco parecido com a Islândia atual, diz Holliger, com presença de gelo, mas também com atividade hidrotermal para impulsionar ciclos de congelamento e descongelamento e criar gradientes de pH.
Algum tipo de compartimentalização seria necessário para isolar os componentes principais, ele acredita, mas existemIsso pode acontecer de muitas maneiras, desde bolsas de água derretida no gelo até vesículas semelhantes a células que se formam espontaneamente a partir de ácidos graxos.
Bibliografia
Curadoria Técnica e Análise Audiovisual: Conteúdo Bibliográfico e Audiovisual Selecionado e Validado por Dr. Sergio Almeida Loiola – CV Lattes/CNPq.
Revista Science
A small ribozyme polymerase capable of synthesizing itself and its complementary strand.
DOI: 10.1126/science.adt2760
Análise Audiovisual
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Pequeno RNA Descoberto Que Se Auto-Replica e Codifica RNA Pode Ter Originado a Vida | Nature & Space
