Mais um gol contra no time de Darwin
It was completely unexpected," he says. "We sat there banging our heads against the wall. Darwin’s hypothesis has been with us for so long, how can it not be right?"
A hipótese que organismos mais próximos ,de acordo com a árvore da evolução, competiriam mais entre si não funcionou para algas verdes.
Para mais detalhes, veja data-dont-back-up-darwin-in-algae-study.
crossewe
quarta-feira, 18 de junho de 2014
quinta-feira, 4 de julho de 2013
O vale improvável
Estou de volta, após me dedicar a terminar a escrita de livro de Química Orgânica para ciências da vida e saúde.
Justamente procurando sobre as possíveis reações que teriam dado origem a algumas moléculas centrais como a ribose, que ocorre no RNA e nucleotídios com funções importantes, como o agente metilante SAM (S-adenosil-metionina), a coenzima-A, que atua na transferência de grupos acila (acetila, propionila, malonila, acetoacetil) e ATP, GTP, UTP.
A hipótese de Steven Benner para a síntese da ribose envolve um dos maiores contos de fada já vistos na química, onde que não somente reações de baixíssimo rendimento são tidas como de importância fundamental, propõe que a complexação de boratos seja a responsável pela estabilização de açúcares, e para remover o "problema da água" propõe a existência de um vale especial, que "chova" formamida (HCONH2) .
Leia e reflita:
"At the very least, a continuous synthesis model must deliver
RNA from CO2, H2O, and N2, without human intervention, in
steps having plausible geological context. Further, no step
may involve introducing materials with “temporal precision”.
The process must do all of the following:
1. Create bonds attaching nucleobases to ribose from
borate-moderated formose processes.
2. Introduce phosphorus, recognizing the insolubility of
phosphates in many geological settings.
3. Generating oligomeric RNA without undoing the formation
of water-sensitive bonds.
The availability of borate-stabilized carbohydrates that
escape asphaltization, if only transiently, helps. More help
comes from the developing appreciation that formamide,
the hydrolysis product of HCN, is a more useful prebiotic
reagent than HCN itself.16 Adenine, guanine, cytosine, and
uracil can be formed from formamide, ammonium formate
(its hydrolysis product), and HCHO. The aromaticity of the
nucleobases allows them to escape asphaltization (at least
transiently).
Our favored model is associated with a specific geology:
1. The environment where oligomeric RNA is synthesized
is hypothesized to be a subaerial intermountain
desert valley.35
2. Temperatures in the valley range from -20 to 60C,
with higher temperatures intermittently achieved by
geothermal activity.
3. The valley collects runoff from a watershed containing
serpentinizing olivines and igneous tourmalines,
which collect atmospheric HCHO and HCN.
4. The runoff begins as borate-rich aquifers having pH
values of 10-11. These contain borate-stabilized carbohydrates,
formamide, and ammonium formate,
representing the inventory of the atmospheric HCHO
and HCN that was rained into the watershed.
5. The pH in the valley is buffered by atmospheric CO2 to
615 but is intermittently raised as alkaline solutions are
reintroduced.
6. The redox potential is ca. -150 mV, maintained by
serpentinizing olivines and mantle minerals, allowing
phosphate to be in equilibriumwith phosphite, avoiding
the intrinsic insolubility of phosphate,36 and allowing
oligomeric phosphites and phosphates to oligomerize
on mineral surfaces, including those of phosphite, phosphate,
arsenite, arsenate, and vanadate minerals.
7. The environment frequently suffers evaporation to the
point of dehydration, followed by rehydration.A modern
analog of this environment is the Sierra Nevada. Death
Valley system, differing first because the modern atmosphere,
poor in CO2, allows the valley today to remain
alkaline. Further, in any modern valley, any microbial
community showered with formate uses formate dehydrogenase
to generate reducing power and CO2. In our
prebiotic valley, compounds accumulate (or not) depending
only on their chemical reactivities.
This means that liquids other than water were available
as solvents in this prebiotic valley. This includes organic
liquids like formamide, which boils at ∼210 C, freezes at
∼0 C (and below this if it contains some water), and displays
a hydrophobic effect (oil and formamide do not mix).
Este artigo foi publicado na renomada Accounts of Chemical Research, como uma tentativa de mostrar o atual estado da pesquisa nesta área. Este artigo é incompatível com o atual estado da síntese orgânica e a compreensão dos mecanismos de reações, em que os "deve ser" e "poderia ser" se multiplicam ao longo da publicação.
Benner et al.,Vol. 45, No. 12 ’ 2012 ’ 2025–2034 ’ ACCOUNTS OF CHEMICAL RESEARCH
Justamente procurando sobre as possíveis reações que teriam dado origem a algumas moléculas centrais como a ribose, que ocorre no RNA e nucleotídios com funções importantes, como o agente metilante SAM (S-adenosil-metionina), a coenzima-A, que atua na transferência de grupos acila (acetila, propionila, malonila, acetoacetil) e ATP, GTP, UTP.
A hipótese de Steven Benner para a síntese da ribose envolve um dos maiores contos de fada já vistos na química, onde que não somente reações de baixíssimo rendimento são tidas como de importância fundamental, propõe que a complexação de boratos seja a responsável pela estabilização de açúcares, e para remover o "problema da água" propõe a existência de um vale especial, que "chova" formamida (HCONH2) .
Leia e reflita:
"At the very least, a continuous synthesis model must deliver
RNA from CO2, H2O, and N2, without human intervention, in
steps having plausible geological context. Further, no step
may involve introducing materials with “temporal precision”.
The process must do all of the following:
1. Create bonds attaching nucleobases to ribose from
borate-moderated formose processes.
2. Introduce phosphorus, recognizing the insolubility of
phosphates in many geological settings.
3. Generating oligomeric RNA without undoing the formation
of water-sensitive bonds.
The availability of borate-stabilized carbohydrates that
escape asphaltization, if only transiently, helps. More help
comes from the developing appreciation that formamide,
the hydrolysis product of HCN, is a more useful prebiotic
reagent than HCN itself.16 Adenine, guanine, cytosine, and
uracil can be formed from formamide, ammonium formate
(its hydrolysis product), and HCHO. The aromaticity of the
nucleobases allows them to escape asphaltization (at least
transiently).
Our favored model is associated with a specific geology:
1. The environment where oligomeric RNA is synthesized
is hypothesized to be a subaerial intermountain
desert valley.35
2. Temperatures in the valley range from -20 to 60C,
with higher temperatures intermittently achieved by
geothermal activity.
3. The valley collects runoff from a watershed containing
serpentinizing olivines and igneous tourmalines,
which collect atmospheric HCHO and HCN.
4. The runoff begins as borate-rich aquifers having pH
values of 10-11. These contain borate-stabilized carbohydrates,
formamide, and ammonium formate,
representing the inventory of the atmospheric HCHO
and HCN that was rained into the watershed.
5. The pH in the valley is buffered by atmospheric CO2 to
615 but is intermittently raised as alkaline solutions are
reintroduced.
6. The redox potential is ca. -150 mV, maintained by
serpentinizing olivines and mantle minerals, allowing
phosphate to be in equilibriumwith phosphite, avoiding
the intrinsic insolubility of phosphate,36 and allowing
oligomeric phosphites and phosphates to oligomerize
on mineral surfaces, including those of phosphite, phosphate,
arsenite, arsenate, and vanadate minerals.
7. The environment frequently suffers evaporation to the
point of dehydration, followed by rehydration.A modern
analog of this environment is the Sierra Nevada. Death
Valley system, differing first because the modern atmosphere,
poor in CO2, allows the valley today to remain
alkaline. Further, in any modern valley, any microbial
community showered with formate uses formate dehydrogenase
to generate reducing power and CO2. In our
prebiotic valley, compounds accumulate (or not) depending
only on their chemical reactivities.
This means that liquids other than water were available
as solvents in this prebiotic valley. This includes organic
liquids like formamide, which boils at ∼210 C, freezes at
∼0 C (and below this if it contains some water), and displays
a hydrophobic effect (oil and formamide do not mix).
Este artigo foi publicado na renomada Accounts of Chemical Research, como uma tentativa de mostrar o atual estado da pesquisa nesta área. Este artigo é incompatível com o atual estado da síntese orgânica e a compreensão dos mecanismos de reações, em que os "deve ser" e "poderia ser" se multiplicam ao longo da publicação.
Benner et al.,Vol. 45, No. 12 ’ 2012 ’ 2025–2034 ’ ACCOUNTS OF CHEMICAL RESEARCH
sábado, 7 de julho de 2012
paleontologia química
Eu estava lendo o artigo A Modular Hierarchy-Based Theory of the Chemical Origins of Life Based on Molecular
Complementarity escrito por ROBERT ROOT-BERNSTEIN, publicado por ACCOUNTS OF CHEMICAL RESEARCH (Accounts of Chemical Research DOI: 10.1021/ar200209k ) de fevereiro deste ano e encontrei alguns termos pouco utilizados: paleontologia química foi aquele que mais me chamou a atenção, dentro do tema evolução química.
O autor pretende trazer os aspectos evolutivos para a química, utilizando a agregação molecular como mote para a síntese supramolecular, e pretende traçar uma linha evolutiva de estruturas complexas a partir da agregação molecular, encaixando um relógio cujos peças e encaixes não teriam sido pré-modelados, porque conforme o autor, o relojoeiro é cego. Além disso, também não deve saber se é um relojoeiro ou um lixeiro.
Descobertas anteriores são discutidas de acordo com a teoria que a complementaridade entre as moléculas dirigiu para que interagissem e formassem estruturas complexas.
A idéia é atraente para quem está realmente desesperado para ver algo que é contraditório com os fundamentos da química, porém acho que existe algo por trás. Ironia.
O autor deve saber o quanto suas ideias são incompatíveis, e deixando que o mundo científico se apodere delas para depois dizer que outros exemplos não se encaixam, e gerar mais publicações e assim por diante.
Vejamos alguns pontos incompatíveis:
a) o autor propõe que a formação de agregados seja um primeiro passo para a formação da vida, o que é uma grande simplificação, porque a formação de agregados supramoleculares está de acordo com a diminuição da energia livre, até chegar a estruturas de menor energia livre de acordo com as moléculas presentes no meio, ou seja, no equilíbrio químico. Porém, neste estado não é mais possível obter energia útil do sistema. No equilíbrio químico não há vida. A formação de agregados leva à cristalização. Existe algo mais distante da vida do que um cristal?
b) Não leva em conta a água como maior competidor nas interações intermoleculares. As interações de moléculas iônicas em meio aquoso ocorrem principalmente com a água, que está presente em concentração sempre muito superior a qualquer outra molécula presente no meio. A formação de agregados ocorre em meios que excluem a água, como o interior de enzimas globulares, ou na dupla hélice do DNA, que tem uma arquitetura para que ocorra uma interação com a água (fosfatos), seguido de um grupo que atua como espaçador de polaridade média (deoxiribose), e grupos que fazem ligações de hidrogênio entre si (bases nucleicas) ligados covalentemente.
c) não está de acordo com o comportamento químico: o exemplo vem da interação das catecolaminas como a epinefrina, que interage de forma complementar com o ascorbato, o que funcionaria como um bloqueador para diminuir a oxidação da epinefrina pelo meio.
“I have proposed a similar story for the evolution of catecholamine receptors such as those for epinephrine (fight or
flight responses) and norepinephrine (neurotransmitter). As noted above (see Figure 1), we had shown that ascorbic acid,
the main cellular antioxidant, binds to catecholamines. In the absence of this binding to ascorbic acid, catecholamines
will oxidize within minutes, but when bound, the complex is stable for days. Since human blood serum has enough ascorbate to bind 80 -90 % of circulating catecholamines, muscle physiologist Patrick F. Dillon and I wondered what the physiological effects might be. We unexpectedly discovered that while ascorbate has no measurable effect on smooth muscle contractions, when added to any submaximal dose of catecholamines, it increases the effectiveness of the dose and its duration of activity up to 10-fold! The mechanism appears to result from the adaptation of small molecule complementary modules to building up complex macromolecules. Catecholamine receptors have ascorbate binding sites.Binding of ascorbate to catecholamine receptors causes allosteric changes in receptor structure enhancing catecholamine activity. Thus, the receptors have evolved to make use of the ascorbate catecholamine complex.”
Existe uma contradição química: se o autor afirma que o ascorbato liga a epinefrina para evitar que seja oxidada em minutos, como que em algum momento do passado teria sido formado o complexo ascorbato-epinefrina, se esta já tivesse oxidada? Vale tudo para justificar qualquer hipótese de origem abiótica de vida?
Além disso, existe um pensamento metafísico explícito:
“In order to explain his theory in a nontechnical way, Simon compared two watch makers who adopt very different strategies in assembling their watches. Both make watches composed of a thousand parts. Assume it takes one minute, on average, to add each part. The first watchmaker tries to assemble the entire watch in one continuous effort, which will take him seventeen hours if he does not stop at any time. If he stops, the pieces come apart and he loses all of his work. Since he must stop to help customers,
eat, relieve himself, and sleep, this first watch maker completes very few watches during his lifetime. The second watch maker uses a different strategy. She assembles her watches into stable subunits of ten parts that take only ten minutes to complete. Interruptions result in an average loss of five minutes worth of work. She assembles her subunits into larger stable units comprised of ten subunits each, which are also stable unless she is interrupted. Finally, this watch maker assembles her units of 100 parts into the final watch. She assembles a completed watch every few days. As Simon wrote, “The lesson for biological evolution is quite
clear and direct. The time required for the evolution of a complex form from simple elements depends critically on
the number and distribution of potential intermediate stable forms. In particular, if there exists a hierarchy of potentially stable `subassemblies', with about the same span, s, [i.e., the number of parts required to form each stable subunit] at each level of the hierarchy, then the time required for a subassembly can be expected to be about the same at each level that is, proportional to 1/(1 p) exp s”, where p is the probability of interruption during assembly.41 43 The implication of Simon's model is that we should therefore expect evolution to be characterized by the selection of semistable modules arranged in a hierarchical fashion.
Simon's analogy has limitations. Simon, like Kauffmann, did not addresswhatnatural evolutionary processes produced his semistable modules. This is where I realized that molecular complementarity comes into play.Molecular complementarity
is a naturally occurring process for selecting stable modules from which complex systems can be organized.
Not all molecules available in the environment play a role in living systems. Before one can “build a watch”, one needs first of all to select the components that will participate in building the “watch”. Then one needs a means to concentrate and self-organize these components.These are the key roles that molecular complementarity plays in evolution.
Oddly, Simon overlooked a major benefit of stable subsystems, which is to increase the probability of evolution by ruthlessly pruning nonstable aggregates.48 Simon assumed that both watchmakers knew how to make a watch: they were omniscient creators. But science cannot accept such intelligent creation. Nature, left unconstrained, presumably explores all permutations of molecular elements available.
In order to make Simon's analogy more “natural”, we must substitute for his omniscient watchmakers two of Richard
Dawkins's “blind watchmakers” who are also clueless about how to make a watch.”
Alguns críticos apontam o caráter religioso do pensamento evolucionista, em que “tudo viria do nada”. Pois, a que ponto se torce a ciência para justificar este pensamento?
Este é um exemplo, publicado em uma revista de grande impacto.
Este artigo deverá ser citado em livros como uma “grande contribuição ao avanço científico”, ou como uma grande ironia do autor sobre o pensamento evolucionista. Veremos.
quarta-feira, 4 de julho de 2012
terça-feira, 22 de novembro de 2011
quinta-feira, 17 de novembro de 2011
experimentos evolucionários possíveis
Além das dificuldades químicas sobre a formação de ligações peptídicas, a estatística também joga contra. Um estudo mostrou que o número de experimentos para que uma enzima tenha uma funcionalidade idêntica à uma enzima atual seriam necessários 10^70 experimentos, enquanto que outro estudo mostra que na melhor das hipóteses, concluiu que o número de experimentos evolucionários possíveis em 4 bilhões de anos seria 10^43.
Existe uma discrepância de 10^27 unidades.
Estamos falando em uma enzima. Isto ainda parte de aminoácidos pré-formados, algus com estruturas bastante sofisticadas, como histidina, triptofano, tirosina, ou mesmo treonina, serina e cisteína, com grupos passíveis de sofrerem reações paralelas.
Não é a toa, que do ponto de vista químico, o surgimento da vida e das peças que compõem os processos vitais não pode ser confirmado usando apenas N2, H2O, CO2 e alguns outros gases e metais.
Existe uma discrepância de 10^27 unidades.
Estamos falando em uma enzima. Isto ainda parte de aminoácidos pré-formados, algus com estruturas bastante sofisticadas, como histidina, triptofano, tirosina, ou mesmo treonina, serina e cisteína, com grupos passíveis de sofrerem reações paralelas.
Não é a toa, que do ponto de vista químico, o surgimento da vida e das peças que compõem os processos vitais não pode ser confirmado usando apenas N2, H2O, CO2 e alguns outros gases e metais.
quarta-feira, 19 de outubro de 2011
Assinar:
Postagens (Atom)