Tudo que o Espaço Conseguiu Produzir em Moléculas Complexas Até Agora

Galáxia espiral NGC 4013, imagem meramente ilustrativa.

Um artigo publicado no The Astrophysical Journal Supplement Series em Novembro do ano passado faz um levantamento de todas as moléculas encontradas no meio interestelar, circum-estelar, extragalático protoplanetário e exoplanetário [1]. Até o momento, 204 tipos de moléculas individuais, compostas de 16 elementos diferentes, foram detectadas. Essas moléculas variam em tamanho de 2 a 70 átomos.

Abaixo eu resumi as tabelas em uma relação “espécies por número de átomos”, porque a tendência a formação de macromoléculas é uma expectativa para a origem da vida. Caso queira conferir quais espécies moleculares correspondem aos valores da tabela, acesse o artigo aqui.

Tabela de moléculas por número de átomos
Átomos Espécies Frequência relativa (%)
2 49 22,897 %
3 43 20,093 %
4 28 13,084 %
5 24 11,214 %
6 19 8,8785 %
7 11 5,1401 %
8 12 5,6074 %
9 11 5,1401 %
10 6 2,8037 %
11 4 1,8691 %
12 3 1,4018 %
13 1 0,4672 %
Fulereno (60-70) 3 Composto inorgânico. 1,4018 %

Perceba que a ocorrência diminui conforme o número de átomos aumenta. Por quê? Porque a tendência natural, quando envolvida nesta dinâmica, desfaz macromoléculas (ou mesmo pequenas moléculas). Em outras palavras: as tendências naturais normalmente não favorecem e, quando atuam, geralmente são desfavoráveis.

As moléculas de fulereno foram, mas são totalmente desinteressantes para hipóteses astrobiológicas por serem inorgânicas: estruturas de carbono puro. Apesar disso, alguns especulam que ele atuou de “molde universal” para a vida [2].

As moléculas da vida

Se considerarmos moléculas pré-bióticas interessantes a origem da vida, monômeros de RNA possuem muito mais átomos do que os aminoácidos, mas mesmo o menor aminoácido possui 10 átomos (glicina). As menores sequências de importância metabólica (enzimas) não devem ser menores que 62 aminoácidos [3]. Escolhi uma molécula menor e sem atuação enzimática para comparar com os dados recolhidos do espaço.

O Glucagon é um hormônio peptídico que em humanos tem sua estrutura primária formada por 29 aminoácidos [4]. Um nome mais conhecido de hormônio peptídico é a insulina, que é composta por 51 aminoácidos em humanos. A título de comparação com as descobertas no espaço, sua tabela ficaria assim:

Tabela do Hormônio Peptídico Glucagon
Sigla Nome Ocorrência Fórmula Átomos
His Histidina 1 C6H9N3O2 20 (20)
Ser Serina 4 C3H7NO3 14 (56)
Gln Glutamina 3 C5H10N2O3 20 (60)
Gly Glicina 1 C2H5NO2 10 (10)
Thr Treonina 3 C4H9NO3 17 (51)
Phe Fenilanina 2 C9H11NO2 23 (46)
Asp Ácido Aspártico 3 C4H7NO4 16 (48)
Tyr Tirosina 2 C9H11NO3 24 (48)
Lys Lisina 1 C6H14N2O2 24 (24)
Leu Leucina 2 C6H13NO2 22 (44)
Arg Arginina 2 C6H14N4O2 26 (52)
Ala Alanina 1 C3H7NO2 13 (13)
Val Valina 1 C5H11NO2 19 (19)
Trp Triptófano 1 C11H12N2O2 27 (27)
Met Metionina 1 C5H11NO2S 20 (20)
Asn Asparagina 1 C4H8N2O3 17 (17)
# # 29 # 555 (Total)

Veja que um pequeno hormônio de 29 aminoácidos exige 555 átomos (remanescem 471 átomos após síntese). Uma proteína média em arqueobactérias possui cerca de 247 aminoácidos [5]. Veja abaixo a sequência de aminoácidos da enzima fosfogliceromutase [6], que participa com outras 9 enzimas em uma sequência metabólica fundamental, a glicólise:

MHLILVRHGE SLWNRENRFT GWVDVPLTEK GREEAKRAGK LIKGYRIDVA YTSVLSRATE TLDIILEEMG VKVPIIRDQA LNERHYGNLQ GLNKEETARI YGEEQVKAWR RSYSIRPPGG ESLEDTQKRT VPFFKNCILM DVKLGKNVLV VAHGNSLRSI VMYIENISPE KIPFVEIPTG VPIVYLMSKE NKMIDKKVLN ESNGQN

Esta sequência acima possui 206 aminoácidos e deve possuir 3353 átomos segundo uma ferramenta (ProtParam tool) do ExPASy. Ela está longe de atuar nas atividades desejáveis para a emergência da vida, mesmo assim é inimaginável que seja alcançada a partir das tendências naturais.

É isto.

Asteroides e meteoritos
Os asteroides e meteoritos não foram inclusos nesta contagem, eu penso que eles apresentam as melhores moléculas possíveis.

Nota: Em certa ocasião o Dr. Galante mencionou como fonte sempre atualizada a página do Instituto de Física da Universidade de Colônia (acessar): no endereço consta 209 moléculas contra 204 da publicação apresentada.

Referência

[1] MCGUIRE, Brett A. 2018 Census of Interstellar, Circumstellar, Extragalactic, Protoplanetary Disk, and Exoplanetary Molecules. The Astrophysical Journal Supplement Series, v. 239, n. 2, p. 17, 2018. (PDF)
https://doi.org/10.3847/1538-4365/aae5d2

[2] GOODMAN, Geoffrey; ERIC GERSHWIN, M.; BERCOVICH, Dani. Fullerene and the origin of lifeIMAJ-Israel Medical Association Journal, v. 14, n. 10, p. 602, 2012.

[3] Smallest known enzyme (acessar).
Obs: provavelmente é a 4-Oxalocrotonate tautomerase.

[4] Glucagon (acessar).
Do resíduo 53 ao 81 de 180 (hsqgtftsdyskyldsrraqdfvqwlmnt).

[5] Median protein length of 15 archaeal species (acessar).

[6] phosphoglyceromutase [Candidatus Acidianus copahuensis] (acessar).


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