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Origem da Vida: Vida com Moléculas Pequenas

Esta teoria usa a definição termodinâmica, em vez de genética, da vida: uma região localizada que aumenta em ordem (decresce em entropia)por meio de ciclos movidos por um fluxo de energia seria considerada viva (Carl Sagan, na Enciclopédia Britânica). As propostas de origem da vida apresentam cinco exigências.


1 – Uma barreira necessária para separar a vida de não-vida

A vida distingue-se pelo grau de organização, mas a segunda lei da termodinâmica exige uma tendência para a desordem, entropia. Quando as células crescem, convertem a energia química ou radiação em calor. O calor aumenta a entropia do ambiente, compensando a diminuição da entropia nos sistemas vivos.

Hoje, membranas lipídicas separam as células vivas do seu ambiente. Algumas propostas sugeriram barreiras naturais que não são usadas actualmente, tais como membranas de sulfeto de ferro, superfícies minerais e aerosóis possam ter contribuído para essa separação de forma a compensar a entropia.


2 – Uma fonte de energia necessária para promover o processo de organização

Nós utilizamos hidratos de carbono e gorduras para nos mantermos vivos. Os microrganismos podem usar minerais de matéria orgânica ou oxigénio. Em ambos os casos estão envolvidas reacções redox, que conduzem a transferência de electrões. Outras formas de energia, como as diferenças de acidez em lados opostos da membrana, radioactividade e grandes variações de temperatura poderiam ser usadas em outras circunstâncias.


3- Um mecanismo para acoplar a libertação de energia ao processo de organização que define e sustenta a vida

A energia libertada pela clivagem do ATP serve para activar processos necessários para a nossa bioquímica que ocorreriam de forma lenta demais. O processo bioquímico é acelerado pela intervenção de uma enzima.


4 – Necessidade de uma rede de compostos químicos de modo a possibilitar a adaptação e a evolução

Suponhamos que uma reacção redox promove a conversão de uma substância orgânica A para B. Esta reacção serve de motor que move o processo de organização. Se B se reconverter apenas em A não estaríamos no caminho da maior organização. Mas se B se converter em C, seguidamente em D e, depois, em A, ou seja uma reconversão em múltiplos passos, então este ciclo seria faorável a uma operação contínua porque restabeleceriam a disponibilidade de A.

Se uma mudança na acidez ou outra circunstância ambiental atrapalhar um dos passos, o material se acumularia até ser encontrada uma alternativa. Esta exploração por tentativa e erro poderia activar compostos capazes de catalisar passos importantes do ciclo, aumentando a eficiência da rede no uso da fonte de energia.


5 – A rede deve crescer e reproduzir-se

A difusão de materiais da rede para fora do compartimento é favorecida pela entropia. Algumas reacções paralelas podem produzir gases, que escapam. Se estes processos ultrapassarem a taxa com que a rede ganha material então ela será extinta.


De: Scientific American

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08/03/2008

Origem da Vida: Vida com Moléculas Pequenas

Esta teoria usa a definição termodinâmica, em vez de genética, da vida: uma região localizada que aumenta em ordem (decresce em entropia)por meio de ciclos movidos por um fluxo de energia seria considerada viva (Carl Sagan, na Enciclopédia Britânica). As propostas de origem da vida apresentam cinco exigências.


1 – Uma barreira necessária para separar a vida de não-vida

A vida distingue-se pelo grau de organização, mas a segunda lei da termodinâmica exige uma tendência para a desordem, entropia. Quando as células crescem, convertem a energia química ou radiação em calor. O calor aumenta a entropia do ambiente, compensando a diminuição da entropia nos sistemas vivos.

Hoje, membranas lipídicas separam as células vivas do seu ambiente. Algumas propostas sugeriram barreiras naturais que não são usadas actualmente, tais como membranas de sulfeto de ferro, superfícies minerais e aerosóis possam ter contribuído para essa separação de forma a compensar a entropia.


2 – Uma fonte de energia necessária para promover o processo de organização

Nós utilizamos hidratos de carbono e gorduras para nos mantermos vivos. Os microrganismos podem usar minerais de matéria orgânica ou oxigénio. Em ambos os casos estão envolvidas reacções redox, que conduzem a transferência de electrões. Outras formas de energia, como as diferenças de acidez em lados opostos da membrana, radioactividade e grandes variações de temperatura poderiam ser usadas em outras circunstâncias.


3- Um mecanismo para acoplar a libertação de energia ao processo de organização que define e sustenta a vida

A energia libertada pela clivagem do ATP serve para activar processos necessários para a nossa bioquímica que ocorreriam de forma lenta demais. O processo bioquímico é acelerado pela intervenção de uma enzima.


4 – Necessidade de uma rede de compostos químicos de modo a possibilitar a adaptação e a evolução

Suponhamos que uma reacção redox promove a conversão de uma substância orgânica A para B. Esta reacção serve de motor que move o processo de organização. Se B se reconverter apenas em A não estaríamos no caminho da maior organização. Mas se B se converter em C, seguidamente em D e, depois, em A, ou seja uma reconversão em múltiplos passos, então este ciclo seria faorável a uma operação contínua porque restabeleceriam a disponibilidade de A.

Se uma mudança na acidez ou outra circunstância ambiental atrapalhar um dos passos, o material se acumularia até ser encontrada uma alternativa. Esta exploração por tentativa e erro poderia activar compostos capazes de catalisar passos importantes do ciclo, aumentando a eficiência da rede no uso da fonte de energia.


5 – A rede deve crescer e reproduzir-se

A difusão de materiais da rede para fora do compartimento é favorecida pela entropia. Algumas reacções paralelas podem produzir gases, que escapam. Se estes processos ultrapassarem a taxa com que a rede ganha material então ela será extinta.


De: Scientific American

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