Os maus replicantes

Replicação de moléculas orgânicas

A replicação é a reprodução de uma estrutura inicial. A forma mais comum ocorre quando a molécula original atua um “template” ou molde que atua no posicionamento correto da sequência de monômeros.

As propriedades do molde ou “template” necessárias são a forte interação com o monômero, como interações eletrostáticas, ligações de hidrogênio, dipolo-dipolo, van der Waals e pi stacking. O replicante pode ser igual ao molde original, conforme o esquema abaixo:

Ou o replicante pode ser diferente do molde, e gerar o molde original após uma nova replicação:

No primeiro caso, o molde forma o replicante que é igual ao próprio molde, e conforme a reação avança, mais molde é formado até que esgotem os reagentes. Em ambos os casos a velocidade que ocorre a reação pode aumentar conforme o produto é formado, resultando em uma auto-catálise.

Embora alguns autores apontem que a auto-catálise ocorre automaticamente, isto não é necessariamente verdadeiro, porque depende da etapa de junção dos grupos. Se esta junção não for ativada, a reação para na primeira etapa, quando os ligantes do molde são ocupados, resultando em um bloqueio do ciclo.

Os trabalhos de Julius Rebek demonstraram em derivados do acido de Kemp demonstraram que o produto atua como catalisador na reação de formação da ligação amida.

O modelo de Rebekⁱ mostra o prévio desenho da estrutura para obter a auto-catálise: o molde interage com as moléculas soltas e posiciona os grupos reativos. Nesta replicação, um derivado de ribose (1), reage com uma ftalimida derivada do ácido de Kemp e forma o produto 3, que interage ao mesmo tempo com outra unidade de 1 e de 2, o que aproxima, forma 3, que atua da mesma forma, resultando em um processo auto-catalítico e replicativo.

A reação requer um grupo ácido carboxílico ativado e a base trietilamina para promover a abstração do próton no complexo ativado, enquanto que a associação vem das ligações de hidrogênio entre a ftalimida e a amino-purina. Tanto a reação quanto a associação não ocorrem na presença de água, porque hidrolisam o éster e impedem a associação intermolecular.

A replicação foi obtida e a velocidade aumenta até que o reagente é consumido e neste momento cessa a reação.

Os resultados geraram grande entusiasmo em escritores evolucionistas, como Richard Dawkins, que usou tais sistemas para promover a ideia de uma possibilidade de uma bioquímica distinta, é necessário reconhecer que os elementos presentes na reação são bastante sofisticados, que não seriam disponíveis em sistemas pré-vida: a rigidez das estruturas moleculares, que leva a um correto posicionamento para que ocorra a reação, a complementaridade dos grupos que interagem a ativação do grupo carboxi. A soma destes fatores revela a “inteligência” do cientista que desenhou este sistema molecular reativo, e não a sua aleatoriedade. A replicação requer moléculas “melhoradas” no desenho e na sua capacidade reativa.

Esta replicação é uma pálida imitação dos processos naturais, porque assim que todo o reagente é consumido, ela cessa. Acabou. O sistema químico morreu. Se forem trazidos os conceitos da evolução darwiniana para a química, sistemas puramente replicativos morrem sem ter originado vida. As moléculas que se replicam mais rápido ganham a batalha, mas perdem a guerra.

iSelf-replicating system T. Tjivikua, P. Ballester, J. RebekJr. J. Am. Chem. Soc., 1990, 112 (3), pp 1249–1250 DOI: 10.1021/ja00159a057