'RNA can do things which we have never seen before': New study challenges assumptions about what RNA was up to at the dawn of life

RNA: Mais do que um simples mensageiro

Os cientistas há muito tempo acreditavam que, quando o RNA deu início à vida na Terra há aproximadamente 4 bilhões de anos, ele só poderia formar estruturas pequenas e simples. No entanto, uma nova pesquisa desafia essa suposição, mostrando que moléculas de RNA podem adotar geometrias sofisticadas, como filamentos e gaiolas. Essa descoberta levanta uma questão importante: essas estruturas complexas estavam presentes no início da vida?

A Hipótese do Mundo do RNA

De acordo com a ideia conhecida como hipótese do mundo do RNA, formas de vida baseadas em RNA precederam as modernas, que utilizam DNA e proteínas. O RNA, um primo molecular do DNA, ainda desempenha papéis nas células modernas, mas não serve como principal material genético. No passado, espécies primordiais usavam RNA para armazenar informações genéticas e para catalisar reações como enzimas substitutas.

Com o tempo, as proteínas dominaram o papel de enzimas, provavelmente porque podem se dobrar em formas mais diversificadas do que o RNA. As proteínas são compostas por 20 tipos de subunidades, chamadas aminoácidos, enquanto o RNA é composto por apenas quatro subunidades, os nucleotídeos, que têm formas similares.

Descobertas Revolucionárias

Cientistas acreditavam que apenas as proteínas eram versáteis o suficiente para se montar em grandes estruturas. Contudo, a nova pesquisa demonstrou que o RNA também possui a capacidade de formar essas configurações complexas. Em entrevista, Lin Huang, um biólogo do RNA da Universidade Sun Yat-Sen na China e coautor do estudo, afirmou: "Nós mostramos que o RNA pode fazer coisas que nunca vimos antes". Isso sugere que, na origem da vida, o RNA poderia se reunir em uma variedade de formas.

Os Estruturas de RNA em Ação

Os pesquisadores hipotetizaram que moléculas de RNA poderiam se ligar se possuíssem sequências que se dobram em "stem loops" (laços de haste). Esse fenômeno ocorre quando uma fita de RNA se dobra sobre si mesma, formando uma estrutura que se assemelha a um laço de cadarço. Se laços de diferentes RNAs se unirem, ou "beijarem", as moléculas poderiam se conectar e formar complexos maiores.

Após filtrar uma variedade de sequências de RNA, a equipe encontrou uma família de moléculas de RNA codificadas por bacteriófagos - vírus que infectam bactérias - que formam esses laços. Eles purificaram várias dessas moléculas de RNA no laboratório e, ao permitir que se assemblassem, capturaram suas estruturas utilizando microscopia crioeletrônica.

Os cientistas descobriram que algumas moléculas de RNA formaram filamentos longos, semelhantes aos filamentos baseados em proteínas, como o citoesqueleto celular, que participa de várias funções, incluindo a forma e o movimento da célula.

Desafios e Potenciais Aplicações

Embora as gaiolas e filamentos de RNA sejam grandes, a equipe de Huang as gerou usando apenas cadeias curtas de RNA, cada uma com no máximo 200 subunidades. Isso oferece esperança de que esses complexos multicamadas possam ter se formado no mundo do RNA. No entanto, ainda resta a dúvida se essas estruturas complexas podem se formar dentro das células infectadas por bacteriófagos.

O Futuro da Pesquisa com RNA

Além de fornecer insights sobre o início da vida, essas gaiolas de RNA podem ter aplicações potenciais na biotecnologia. Huang sugere que, assim como já se investiga o uso do DNA dobrado em "origami de DNA" para entrega de medicamentos, o RNA poderia um dia desempenhar um papel semelhante na medicina.

Essa pesquisa não apenas amplia nosso entendimento sobre a evolução da vida na Terra, mas também abre novas possibilidades para o desenvolvimento de tecnologias biomédicas eficazes.