Cientistas dos Estados Unidos e da África do Sul mostraram que cadeias curtas de nucleotídeos de RNA podem se combinar espontaneamente para formar moléculas grandes. Essa habilidade é necessária para o aparecimento no caldo primário de compostos com atividade enzimática que armazenam informações genéticas. O artigo dos pesquisadores foi publicado na revista Royal Society Open Science.
De acordo com a hipótese do mundo do RNA, os precursores das células vivas eram moléculas de enzimas (ribozimas) capazes de se copiar (replicar). Sabe-se que tais compostos são grandes e complexos. Eles deveriam ser formados a partir de moléculas menores por meio de um processo chamado ligação, em que duas cadeias de nucleotídeos são ligadas em suas extremidades. No entanto, tal reação é realizada por um grupo separado de enzimas (ligases), de modo que o mundo do RNA seria impossível sem a presença de ribozimas que fornecem sua própria ligação.
Os pesquisadores usaram uma ribozima RNA polimerase R18 complexa como objeto de pesquisa. Esta grande molécula possui dois sítios ativos. Um deles realiza atividade de polimerase, ou seja, sintetiza uma molécula de RNA a partir de nucleotídeos, o outro é um núcleo de ligase. Os especialistas retiraram vários fragmentos da ribozima, obtendo uma série de pequenas cadeias, todas com centro de ligação. Esta última, assim como a polimerase R18 completa, foram colocadas em um ambiente contendo outras pequenas moléculas de RNA (substratos).
Os cientistas avaliaram a capacidade das moléculas de se auto-ligar. R18 mostrou atividade muito baixa, mas a menor fita (R18-T4) anexou uma grande variedade de moléculas de RNA a si mesma. Com o aumento do comprimento da cadeia, a atividade da ligase diminuiu e a molécula só pôde se ligar a determinados substratos. De acordo com especialistas, é assim que as ribozimas adquirem a especificidade característica das enzimas nas células vivas.
Os resultados do estudo mostraram que nos estágios iniciais do mundo do RNA, grandes moléculas surgiram por meio da fusão de ligases com várias pequenas cadeias ribonucléicas. Inicialmente, tais compostos não podiam desempenhar funções enzimáticas com eficácia, como a autocópia, mas já possuíam especificidade para determinados substratos. No curso da evolução molecular, sua capacidade de replicação aumentou.
