Chimia apariţiei vieţii

Începutul vieţii este unul dintre cele mai mari mistere pe care ştiinţa încearcă să îl dezlege. Cum s-a întîmplat ca, din molecule neînsufleţite, oricît de complexe ar fi fost ele, să apară viaţa?

Am curajul să spun că încă nu avem o teorie privitoare la apariţia vieţii în Univers. În ceea ce priveşte planeta noastră, avem mai multe ipoteze. Unele ne vorbesc despre apariţia vieţii dintr-o ”supă organică” primordială, altele ne vorbesc despre panspermie, adică despre o viaţă care a apărut în altă parte, după care a fost adusă pe Terra de către meteoriţi. Putem accepta oricare dintre aceste două ipoteze principale, dar întrebarea rămîne: cum a apărut viaţa în Univers?

Cu siguranţă în apariţia vieţii au fost implicate mecanisme relativ simple, pe care abia acum începem să le descifrăm. Un început de descifrare îl constituie şi experimentul realizat de echipa de cercetători de la Universitatea Roma Tre, condusă de condusă de către Pasquale Stano. Pasquale a realizat o soluţie apoasă în care se aflau 83 de molecule organice complexe, inclusiv fragmente de ADN, care erau programate pentru a ”fabrica” o anumită proteină fluorescentă (green fluorescent protein, GFP), folosită ca marker. Această proteină poate fi observată uşor, deoarece devine luminoasă sub acţiunea radiaţiilor ultraviolete, cu ajutorul unui microscop.

Toate componentele de mai sus, puteau produce proteine, dar numai atunci cînd ele erau suficient de apropiate unele de altele, astfel încît să poată interacţiona chimic una cu alta. În faza iniţială, atunci cînd doar erau uniform distribuite în soluţia apoasă nu s-a întîmplat nimic deosebit. Distanţa dintre compuşii chimici era mult prea mare. Apoi a fost adăugat în soluţie un compus chimic complex, o lipidă, numită 1-palmitoil-2-oleoil-sn-glicero-3-fosfocolină sau, mai pe scurt şi mult mai comod, POPC. Moleculele de POPC nu se dizolvă în apă, în schimb de autoorganizează sub forma unor structuri numite lipozomi, care sînt foarte asemănătoare membranei celulare.

Rezultatele acestui experiment au fost publicate în revista Angewandte Chemie. Cercetătorii au constatat că lipozomii obţinuţi prin autoorganizarea POPC, au prins în interiorul lor moleculele complexe aflate în soluţia apoasă. S-a putut observa că la fiecare 1.000 de lipozomi existau cinci care ”capturaseră” toţi cei 83 compuşi organici necesari pentru producerea proteinei fluorescente. Calculele statistice arătau că probabilitatea ca toţi cei 83 de compuşi organici să se regăsească în interiorul unui lipozom este practic nulă.

Asta este o ciudăţenie. Pasquale Stano şi echipa sa nu pot explica ce s-a întîmplat. Este posibil ca modelul matematic folosit să nu fie foarte corect. Este posibil ca moleculele aflate în soluţia apoasă folosite în experiment să aibă o capacitate intrinsecă de autoorganizare, de care nu s-a ţinut seama pînă în prezent. Pentru a elucida enigma este nevoie de experimente suplimentare, pentru a vedea dacă molecule similare, dar mai puţin complexe, au aceeaşi capacitate de autoorganizare.

Dar, în ciuda ciudăţeniei experimentului lui Stano, se poate contura deja o concluzie. Deşi durata experimentului a fost foarte scurtă şi nu s-au obţinut organisme vii, fizica şi chimia fac ca procesul de autoorganizare a materiei în celule vii să fie unul inevitabil, atîta vreme cît există condiţiile necesare pentru ca acesta să se producă. Restul nu sînt altceva decît detalii, care, foarte probabil, vor începe să fie desluşite într-un viitor nu prea îndepărtat.

Sursa: Ştiinţă&Tehnică