Os cientistas encontraram componentes de DNA e RNA em meteoritos.

Os cientistas encontraram os blocos de construção do DNA e RNA em vários meteoritos, incluindo o meteorito Murchison. Crédito da imagem: Marie-Lan Taÿ Pamart, CC BY 4.0, via Wikimedia Commons

Cientistas descobriram recentemente que três meteoritos contêm os blocos de construção moleculares do DNA e seu primo RNA. Um subconjunto desses blocos de construção já havia sido detectado em meteoritos antes, mas o restante da coleção parecia misteriosamente ausente das rochas espaciais, até agora. 

A nova descoberta apoia a ideia de que, cerca de quatro bilhões de anos atrás, uma enxurrada de meteoritos pode ter fornecido os ingredientes moleculares necessários para impulsionar o surgimento da primeira vida na Terra, dizem os pesquisadores. 

No entanto, nem todos estão convencidos de que todos os componentes do DNA recém-descobertos são de origem extraterrestre; em vez disso, alguns podem ter contaminado os meteoritos depois que as rochas pousaram na Terra, disse Michael Callahan, químico analítico, astrobiólogo e professor associado da Boise State University, que não esteve envolvido no estudo. “Estudos adicionais são necessários” para descartar essa possibilidade, segundo Callahan.

Supondo que todos os compostos se originaram no espaço, um subconjunto de blocos de construção, uma classe de compostos conhecidos como pirimidinas, apareceu em “concentrações extremamente baixas” nos meteoritos, acrescentou. Essa descoberta sugere que as primeiras moléculas genéticas do mundo surgiram não devido a um influxo de componentes de DNA do espaço, mas como resultado dos processos geoquímicos que se desenrolaram na Terra primitiva, disse ele.

Por enquanto, porém, "é difícil dizer" que concentração de blocos de DNA os meteoritos precisariam conter para ajudar a impulsionar o surgimento da vida na Terra, disse Jim Cleaves, geoquímico e presidente da Sociedade Internacional para o Estudo de Origem da Vida, que não participou do estudo. Esta questão permanece sob investigação.

Os blocos de construção da vida em rochas espaciais

Crédito da imagem: KATERYNA KON/SCIENCE PHOTO LIBRARY via Getty Images

Componentes de DNA e RNA foram encontrados em meteoritos antes. Especificamente, descobriu-se que essas rochas espaciais contêm nucleobases, os compostos contendo nitrogênio que servem como "letras" no código genético de nosso DNA e RNA. Nucleobases vêm em cinco sabores primários, adenina (A), timina (T), guanina (G), citosina (C) e uracil (U), porém anteriormente, apenas A, G e U já haviam sido identificados em meteoritos. 

Agora, em um estudo publicado na terça-feira (26 de abril) na revista Nature Communications, os cientistas relataram encontrar todas as cinco nucleobases dentro de meteoritos ricos em carbono. Isso incluiu vestígios de todas as três pirimidinas: Citosina, uracila e timina. "Em particular, a detecção de citosina é uma surpresa", porque a citosina é relativamente instável e provavelmente reage com a água, disse Yasuhiro Oba, professor associado do Instituto de Ciências de Baixa Temperatura da Universidade de Hokkaido, no Japão, e primeiro autor do estudo. 

Embora timina e citosina não tenham sido encontradas em meteoritos antes, estudos de laboratório sugeriram que essas nucleobases podem estar à escondidas, sem serem detectadas, nas rochas espaciais que colidiram com a Terra. 

Por exemplo, em ambientes de laboratório, os cientistas recriaram as condições químicas do espaço interestelar, o espaço entre as estrelas, onde imensas nuvens de gás e poeira medem cerca de 10 kelvins (menos 441,67 graus Fahrenheit, ou menos 263,15 graus Celsius) e os asteroides pais de meteoritos podem ser encontrados. Por meio desses experimentos, os pesquisadores sintetizaram timina, citosina e outras nucleobases primárias, sugerindo que todos esses compostos poderiam teoricamente ser detectáveis em meteoritos, observaram os autores do estudo em seu relatório.

Então, a equipe foi caçar essas nucleobases em três meteoritos conhecidos. "Os meteoritos Murchison, Murray e Tagish Lake pertencem a uma classe de meteoritos chamados condritos carbonáceos, que são conhecidos por conter muitos compostos orgânicos", disse Callahan.

Por exemplo, hidrocarbonetos e os blocos de construção de proteínas (aminoácidos) foram identificados nos três meteoritos, disse Oba. Além disso, em trabalhos anteriores, Oba e seus colegas detectaram uma molécula elusiva chamada hexametilenotetramina (HMT), que se acredita ser um importante precursor de moléculas orgânicas, nas rochas espaciais, de acordo com a NASA.

Em seu último estudo, os pesquisadores usaram uma técnica chamada cromatografia líquida de alta performance, que envolvia o uso de água pressurizada para separar as amostras de meteoritos em suas partes constituintes. Dessa forma, a equipe extraiu as nucleobases de cada amostra e, em seguida, analisou as bases usando espectrometria de massa, uma técnica que revelou a composição química do material em detalhes. Esse método “nos permitiu detectar nucleobases com concentrações muito baixas, tão baixas quanto partes por trilhões”, disse Oba.

A análise revelou que todos os meteoritos carregavam adenina e guanina. As amostras de Murchison também continham uracila, enquanto os outros meteoritos carregavam pelo menos um isômero de uracila, o que significa um composto que contém o mesmo número e tipos de átomos que a uracila, mas em um arranjo espacial diferente. Além disso, as amostras de Murchison e Tagish Lake continham timina, e o meteorito Murray continha isômeros de timina. Todos os meteoritos continham citosina, juntamente com vários isômeros do composto.

Ainda há incertezas

Crédito da imagem: Universidade de Glasgow

Para verificar se as nucleobases eram de origem extraterrestre e não o resultado de contaminação terrestre, a equipe repetiu os procedimentos experimentais sem nenhum material de meteorito nas câmaras de teste. Nenhuma nucleobase foi detectada durante esses chamados experimentos em branco. 

A equipe também teve acesso a amostras de solo do local onde o meteorito Murchison caiu pela primeira vez na Terra. Eles detectaram algumas nucleobases no solo, mas "sua distribuição e concentrações são claramente diferentes daquelas encontradas em meteoritos", disse Oba. Além disso, alguns isômeros específicos apareceram apenas nos meteoritos e não na amostra de solo; esses "isômeros estranhos" raramente são vistos na Terra e, portanto, é improvável que sejam contaminantes da superfície do planeta, disse Cleaves. 

Ao comparar a diversidade de nucleobases encontradas no meteorito com a encontrada no solo, a equipe concluiu que os compostos da rocha espacial se formaram no espaço, disse Oba. E por causa disso, eles esperam que as nucleobases “contribuíram para o surgimento de propriedades genéticas para a vida mais antiga na Terra”, escreveram os autores.

No entanto, nesses pontos, ainda há alguma incerteza, disse Callahan.

A amostra de solo analisada pelos pesquisadores continha concentrações mais altas de citosina, uracila e timina do que eles encontraram no meteorito Murchison, “portanto, é difícil determinar o quanto é extraterrestre versus terrestre no meteorito”, disse Callahan. Além disso, a equipe não identificou um processo químico específico que produziria C, U, T e seus vários isômeros; tal análise poderia ter apoiado a ideia de que todos os compostos se formaram no espaço interestelar.

Outra maneira de determinar se as nucleobases realmente vêm do espaço é examinar quais formas de carbono e nitrogênio elas contêm, disse Cleaves. Esses elementos vêm em diferentes sabores, chamados isótopos, que contêm o mesmo número de prótons, mas diferentes números de nêutrons. A matéria da Terra contém diferentes proporções de isótopos de carbono e isótopos de nitrogênio do que a matéria do espaço, então tais análises podem ajudar a distinguir as nucleobases terrestres das extraterrestres, disse Callahan. Infelizmente, esses experimentos exigem uma quantidade razoável de material de meteorito para serem estudados e podem, portanto, serem difíceis de ser realizados, disse Cleaves.

De qualquer forma, mesmo que os C, T e U detectados sejam extraterrestres, sua escassa presença nos meteoritos coloca em dúvida a teoria de que a primeira vida na Terra foi semeada por componentes de DNA do espaço, disse Callahan. “Se esses resultados são representativos de concentrações típicas de pirimidina em meteoritos, então a síntese geoquímica na Terra primitiva provavelmente teria sido responsável pelo surgimento de material genético, em vez de entrega extraterrestre”, disse ele.

No futuro, Oba e seus colegas planejam caçar nucleobases em material coletado diretamente de asteroides, em vez de meteoritos na Terra, disse Oba; isso poderia minimizar a questão dos contaminantes nascidos na Terra. Por exemplo, a espaçonave japonesa Hayabusa2 trouxe recentemente o asteroide Ryugu para a Terra, e a sonda OSIRIS-REx da NASA deve pousar com amostras do asteroide próximo da Terra Bennu em 2023, de acordo com Space.com.

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Referência:

LANESE, Nicoletta. These meteorites contain all of the building blocks of DNA. Live Science, Nova York, 28, abr. 2022. Disponível em: <https://www.livescience.com/more-DNA-building-blocks-found-in-meteorites>. Acesso em: 28, abr. 2022.