Como o Cálcio pode ter moldado a “mão” das moléculas da vida.

A surpreendente escolha da natureza: Por que a vida prefere uma “Mão”?

Você já se perguntou por que as moléculas que compõem os seres vivos têm uma orientação específica, como se fossem “canhotas” ou “destras”? Essa característica, conhecida como quiralidade, é fundamental para a estrutura e função de biomoléculas como proteínas e DNA. No entanto, a origem dessa preferência por uma única “mão” molecular tem sido um enigma para os cientistas.

Recentemente, uma equipe de pesquisadores do Earth-Life Science Institute (ELSI¹) no Instituto de Ciência de Tóquio descobriu que o cálcio pode ter desempenhado um papel crucial nesse processo. Eles investigaram como íons de cálcio influenciam a formação de polímeros de ácido tartárico, uma molécula simples com dois centros quirais. Surpreendentemente, descobriram que o cálcio pode direcionar a formação desses polímeros para uma única orientação quiral, mesmo em misturas racêmicas (com quantidades iguais de ambas as formas).

Por Que Isso é Importante?

Essa descoberta oferece uma nova perspectiva sobre como a vida pode ter se originado na Terra. Ao mostrar que o cálcio pode induzir a quiralidade em moléculas simples, os pesquisadores sugerem que ambientes ricos em cálcio no início da Terra poderiam ter favorecido a formação de biomoléculas com uma orientação específica. Isso não apenas ajuda a explicar a homociralidade observada nas moléculas da vida, mas também fornece insights sobre onde procurar sinais de vida em outros planetas.

A Descoberta Principal

Os pesquisadores observaram que, na ausência de cálcio, o ácido tartárico puro (com uma única forma quiral) polimeriza facilmente, enquanto misturas racêmicas não formam polímeros com facilidade. No entanto, na presença de cálcio, esse padrão se inverte: o cálcio desacelera a polimerização do ácido tartárico puro, mas permite que as misturas racêmicas polimerizem. Isso sugere que o cálcio pode ter criado ambientes na Terra primitiva onde polímeros homocirais eram favorecidos ou desfavorecidos, influenciando a seleção de uma única “mão” molecular.

Como o Estudo Foi Realizado

A equipe conduziu experimentos com ácido tartárico em diferentes condições, com e sem a presença de íons de cálcio. Eles analisaram como o cálcio afetava a polimerização do ácido tartárico e observaram a formação de cristais de tartarato de cálcio, que removiam seletivamente quantidades iguais de ambas as formas quirais da solução. Além disso, o cálcio alterava a química de polimerização das moléculas restantes, amplificando pequenos desequilíbrios de quiralidade.

Por Que Isso Importa?

Compreender como a quiralidade surgiu é fundamental para entender a origem da vida. Este estudo sugere que o cálcio, um elemento abundante na Terra primitiva, poderia ter sido um fator determinante na seleção de uma única orientação molecular. Além disso, destaca a importância de moléculas simples, como os poliésteres, na evolução química que precedeu a vida, oferecendo uma nova perspectiva sobre os primeiros passos rumo à biologia.

Conclusão

A descoberta do papel do cálcio na indução da quiralidade molecular oferece uma nova peça no quebra-cabeça da origem da vida. Ao mostrar que elementos simples e abundantes poderiam ter influenciado a seleção de uma única “mão” molecular, o estudo amplia nossa compreensão sobre os processos químicos que levaram ao surgimento da vida na Terra. Além disso, fornece pistas valiosas para a busca por vida em outros planetas, onde condições semelhantes possam ter existido.

Referência:

1. ScienceDaily. (2025, March 27). How calcium may have unlocked the origins of life’s molecular asymmetry. Retrieved from ScienceDaily ↩︎