{"id":4479,"date":"2018-08-23T12:19:00","date_gmt":"2018-08-23T15:19:00","guid":{"rendered":"http:\/\/tdibrasil.org\/?p=4479"},"modified":"2021-10-10T03:45:51","modified_gmt":"2021-10-10T06:45:51","slug":"enzimas-sao-essenciais-para-a-vida-elas-evoluiram","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/tdibrasil.org\/index.php\/2018\/08\/23\/enzimas-sao-essenciais-para-a-vida-elas-evoluiram\/","title":{"rendered":"Enzimas s\u00e3o Essenciais para a Vida, elas evolu\u00edram?"},"content":{"rendered":"
\"\"
Algumas rea\u00e7\u00f5es tomam de milh\u00f5es a bilh\u00f5es de anos para ocorrer na aus\u00eancia de enzimas.<\/center><\/figcaption><\/figure>\n

Nota do Editor:<\/strong> Estamos muito felizes em receber um novo colaborador, o estimado microbiologista Olen R. Brown . Entre outras distin\u00e7\u00f5es, o Dr. Brown \u00e9 professor em\u00e9rito da Universidade do Missouri.<\/p>\n

\n

Por Olen R. Brown<\/strong><\/p>\n

A evolu\u00e7\u00e3o darwiniana, mesmo em sua forma do s\u00e9culo XXI, falha na tarefa formid\u00e1vel de explicar como a primeira enzima surgiu. A evolu\u00e7\u00e3o tamb\u00e9m falha em explicar como a primeira enzima foi transformada nas aproximadamente 75.000 enzimas diferentes estimadas no corpo humano ou nas 10 milh\u00f5es de enzimas que se acredita existirem em toda a biota da Terra. Junte-se a mim em um processo leg\u00edtimo na ci\u00eancia, popularizado por Albert Einstein. \u00c9 chamado de Gedanken<\/em> – um experimento mental. Vamos ver se a evolu\u00e7\u00e3o atende ao desafio da l\u00f3gica necess\u00e1ria para explicar como as enzimas se originam.<\/p>\n

Enzimas t\u00eam o que parece ser habilidades quase milagrosas. S\u00e3o catalisadores que aceleram grandemente as rea\u00e7\u00f5es, proporcionando um caminho alternativo de rea\u00e7\u00e3o com uma barreira energ\u00e9tica muito menor. Assim, embora eles n\u00e3o criem novas rea\u00e7\u00f5es, eles aumentam muito a taxa na qual um determinado substrato \u00e9 transformado em um determinado produto. Toda rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica na c\u00e9lula que \u00e9 essencial \u00e0 vida \u00e9 possibilitada por uma enzima. Richard Wolfenden concluiu que uma enzima espec\u00edfica necess\u00e1ria para produzir RNA e DNA acelera enormemente o processo. [1] Sem a enzima, essa rea\u00e7\u00e3o \u00e9 t\u00e3o lenta que demoraria 78 milh\u00f5es de anos<\/strong> at\u00e9 acontecer por acaso\u00b9. Outra enzima, essencial para produzir hemoglobina encontrada no sangue, e na clorofila das folhas verdes, acelera enormemente um passo essencial necess\u00e1rio para essa bioss\u00edntese. Wolfenden explica que a cat\u00e1lise enzim\u00e1tica permite que este passo na bioss\u00edntese exija apenas milissegundos, mas seriam necess\u00e1rios 2,3 bilh\u00f5es de anos<\/strong> sem a enzima. Essas enormes diferen\u00e7as nas taxas s\u00e3o como comparar o di\u00e2metro de uma c\u00e9lula bacteriana com a dist\u00e2ncia da Terra ao Sol.<\/p>\n

Nota do tradutor \u00b9:<\/strong> Isso caso elas estivesse em contato cont\u00ednuo, o que n\u00e3o acontece na natureza. As enzimas possuem um s\u00edtio catal\u00edtico de encaixe para acondicionar os substratos da rea\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Regenerando ATP<\/strong><\/p>\n

Pense no enorme n\u00famero de diferentes rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas necess\u00e1rias para a vida. Agora, concentre-se em apenas uma dessas rea\u00e7\u00f5es, a necessidade de regenerar o ATP – a fonte de energia para todos os processos da vida. Como Lawrence Krauss escreveu: \u201cO homem humano m\u00e9dio usa quase 190 quilos de ATP por dia\u2026 para alimentar suas atividades\u2026 h\u00e1 menos de 50 gramas de ATP em nossos corpos a qualquer momento; que envolve muita reciclagem\u2026 cada mol\u00e9cula de ATP deve ser regenerada pelo menos 4.000 vezes por dia.\u201d [2] Isso significa que 7 x 10^18 mol\u00e9culas de ATP s\u00e3o geradas por segundo. A t\u00edtulo de compara\u00e7\u00e3o, estima-se que h\u00e1 apenas 100 bilh\u00f5es de estrelas (1 x 10^11) na nossa gal\u00e1xia, a Via L\u00e1ctea. Para regenerar eficientemente uma mol\u00e9cula de ATP (recarregando a bateria da c\u00e9lula) requer uma enzima espec\u00edfica. Criar uma mol\u00e9cula de ATP \u00e9 ainda mais complexo. O ciclo do \u00e1cido c\u00edtrico \u00e9 apenas uma parte importante deste processo e possui oito enzimas. Como o nome “ciclo” implica, essas enzimas devem funcionar em seq\u00fc\u00eancia<\/strong>. A aus\u00eancia de qualquer enzima interrompe o processo. Como os passos interdependentes de um ciclo podem se originar fica sem explica\u00e7\u00e3o. A vida na lagoa quente e esperan\u00e7osa de Darwin est\u00e1 morta na \u00e1gua.<\/p>\n

\"\"
ATP sintase: produzindo ATP<\/a><\/em><\/center><\/figcaption><\/figure>\n

Obviamente, ao procurar explicar como as enzimas surgiram e diversificaram, o evolucionista deve usar os processos da evolu\u00e7\u00e3o. \u00c9 proposto, e admito que \u00e9 poss\u00edvel, at\u00e9 mesmo l\u00f3gico, que o gene que codifica uma enzima essencial possa ser duplicado e o gene duplicado possa ser expresso como uma muta\u00e7\u00e3o. A prote\u00edna codificada por esse gene duplicado pode catalisar uma rea\u00e7\u00e3o ligeiramente diferente. Existem exemplos conhecidos, mas eles produzem apenas pequenas diferen\u00e7as em produtos ou mecanismos de rea\u00e7\u00e3o. Consequentemente, uma muta\u00e7\u00e3o pode introduzir apenas mudan\u00e7as muito limitadas em uma prote\u00edna espec\u00edfica. Isso limita o escopo da mudan\u00e7a \u00e0 trivialidade em compara\u00e7\u00e3o com o escopo requerido pela evolu\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

“Havia uma garotinha …”<\/strong><\/p>\n

Eu me lembro de um poema. \u201cHavia uma menininha e ela tinha poucos cachos em sua franja. Quando ela era boa, ela era muito, muito boa, e quando ela era ruim ela era horr\u00edvel \u201d. [3] O poder da muta\u00e7\u00e3o gen\u00e9tica como uma fonte de mudan\u00e7a para a evolu\u00e7\u00e3o \u00e9 como a garotinha nesse poema. Ela \u00e9 muito boa explicando o que ela pode explicar – mudan\u00e7as triviais – mas horr\u00edvel em explicar quaisquer mudan\u00e7as necess\u00e1rias para a evolu\u00e7\u00e3o das esp\u00e9cies. Da mesma forma, a sele\u00e7\u00e3o natural \u00e9 ineficaz como um editor para a evolu\u00e7\u00e3o. (Veja \u201cGratifica\u00e7\u00e3o Diferida\u201d<\/a>, [4] no meu livro A Arte e Ci\u00eancia dos Venenos<\/em>).<\/p>\n

Assim, a evid\u00eancia cient\u00edfica \u00e9 totalmente insuficiente para a no\u00e7\u00e3o de que as enzimas surgiram por acaso. A ideia \u00e9 rid\u00edcula. Isso \u00e9 verdade mesmo se uma solu\u00e7\u00e3o primitiva contivesse todos os vinte amino\u00e1cidos das prote\u00ednas, mas n\u00e3o houvesse genes e n\u00e3o houvesse m\u00e1quinas sintetizadoras de prote\u00ednas. Ah, mas, voc\u00ea pode dizer, o Pr\u00eamio Nobel George Wald escreveu [5]: \u201cA maioria dos bi\u00f3logos modernos, tendo revisado com satisfa\u00e7\u00e3o a queda da hip\u00f3tese da gera\u00e7\u00e3o espont\u00e2nea, mas pouco dispostos a aceitar a cren\u00e7a alternativa na cria\u00e7\u00e3o especial, ficaram sem nada.\u201d Ele tamb\u00e9m escreveu (na mesma p\u00e1gina): “Contemplar a magnitude dessa tarefa para admitir que a gera\u00e7\u00e3o espont\u00e2nea de um organismo vivo \u00e9 imposs\u00edvel. No entanto, aqui estamos, como resultado, creio eu, da gera\u00e7\u00e3o espont\u00e2nea”. No mesmo artigo ele escreveu: \u201cO tempo \u00e9 de fato o her\u00f3i da trama … o ‘imposs\u00edvel’ torna-se poss\u00edvel, o poss\u00edvel prov\u00e1vel e o prov\u00e1vel virtualmente certo. Algu\u00e9m s\u00f3 tem que esperar: o tempo realiza os milagres.\u201d Para ser justo, Wald coloca a palavra \u201cimposs\u00edvel\u201d entre aspas. Algu\u00e9m pode acreditar nisso, mas certamente est\u00e1 al\u00e9m dos significados l\u00f3gicos de palavras e conceitos – e Wald apela para \u201cmilagres\u201d, n\u00e3o \u00e9?<\/p>\n

Hora de um Gedanken<\/strong><\/p>\n

Com este dilema, n\u00e3o deveria o cientista de hoje ter permiss\u00e3o para um Gedanken<\/em>? Antigamente, pelo menos desde o tempo de Arist\u00f3teles, geralmente se pensava que as subst\u00e2ncias org\u00e2nicas s\u00f3 podiam ser feitas por seres vivos – uma defini\u00e7\u00e3o de vitalismo. A s\u00edntese laboratorial de ureia de Frederick W\u00f6hler em 1828 foi uma evid\u00eancia surpreendente incompat\u00edvel com essa ideia. Talvez um novo olhar sobre as diferen\u00e7as essenciais entre vida e n\u00e3o-vida possa ser instrutivo. Para n\u00e3o ser mal compreendido, n\u00e3o pretendo defender o vitalismo em seu antigo sentido, mas simplesmente reconhecer as vastas diferen\u00e7as entre a mat\u00e9ria n\u00e3o-viva e uma c\u00e9lula viva \u00e0 luz do conhecimento atual da biologia molecular. Que existe um vazio no entendimento dessa diferen\u00e7a n\u00e3o pode ser negado.<\/p>\n

Astronomia, f\u00edsica e qu\u00edmica t\u00eam leis que s\u00e3o \u00fateis para calcular e fazer previs\u00f5es e, at\u00e9 certo ponto, at\u00e9 mesmo como explica\u00e7\u00f5es. O estudante do ensino m\u00e9dio pode declarar a lei da gravidade e fazer c\u00e1lculos. O professor pode fazer um pouco mais para explicar isso ou qualquer lei da natureza. N\u00e3o s\u00e3o todas as leis naturais, consideradas como explica\u00e7\u00f5es, apenas tautologias no final? Como o conte\u00fado da informa\u00e7\u00e3o \u00e9 projetado em uma lei manifestada na natureza? As leis revelam propriedades inatas da energia, mat\u00e9ria e espa\u00e7o-tempo?<\/p>\n

Os cientistas podem propor leis que descrevam matematicamente as part\u00edculas fundamentais e seus comportamentos sem serem estigmatizadas como apelativas ao sobrenatural. Por que isso n\u00e3o deveria ser aceit\u00e1vel em biologia? Vamos ponderar a origem das enzimas e come\u00e7ar uma conversa sobre as leis necess\u00e1rias para permitir a complexifica\u00e7\u00e3o na vida. Um ponto de partida \u00e9 a admiss\u00e3o de que talvez as coisas que parecem ser projetadas sejam, de fato, projetadas. Como este projeto ocorre \u00e9 certamente um assunto para investiga\u00e7\u00e3o cient\u00edfica, n\u00e3o mais para ser desaprovado do que o uso de leis em f\u00edsica, astronomia e qu\u00edmica para guiar a compreens\u00e3o matem\u00e1tica de resultados complexos.<\/p>\n

\n

Notas<\/strong><\/p>\n