O começo do Universo...

BIG BANG

Segundo a Teoria do Big Bang, tudo se originou de uma grande explosão de um átomo primordial, depois de longos anos de estudo pode ser comprovada tal teoria. Quando observava o espaço através de um telescópio, o astrônomo americano Edwin Hubble, notou que um grupo de estrelas estavam se afastando uma das outras. Isso gerou reflexão geral de todas as teorias existentes até então, se as galáxias estão se afastando significa que elas já foram mais próximas.

George Gamow juntamente com Robert Hermann e Ralph Alpher, começou a desvendar o mistério, segundo esses cientistas, as galáxias se encontravam tão próximas que ocupavam todas o mesmo espaço, a temperatura e densidade eram muito elevadas, e como se sabe que a tendência de tudo que é muito quente e muito e denso é de se esfriar e expandir, eles acreditavam que foi isso que aconteceu que tudo se esfriou o que causou a explosão. E à medida que o tempo foi passando, a matéria foi se resfriando e se agrupando, dando origem aos planetas estrelas e galáxias. Mas para a teoria ser aceita os cientistas tinham que provar que ela era verdadeira, apesar de todos os dados matemáticos apresentado havia que ter uma prova concreta do que eles propuseram na teoria.

É neste momento que surgem duas novas figuras da teoria do Big Bang, Arno Penzias e Robert Wilson. Havia um chiado que não tinha explicação, pois não vinha de nenhum lugar da Terra. Era um ruído nas antenas usadas em ligações interurbanas, em Nova Jérsei, Estados Unidos. E os dois cientistas ficaram intrigados para resolver tal mistério, em busca de uma solução, Penzias acabou tomando conhecimento da teoria dos pesquisadores da Universidade de Princeton. Neste momento Gamow e seus ajudantes estavam construindo um radiotelescópio com a esperança de achar os vestígios do Big Bang.

Acidentalmente Arno Penzias e Robert Wilson acabaram descobrindo o que faltava para comprovar a teoria do Big Bang, o chiado que interferia nas antenas de ligação interurbana era nada mais, nada menos que o som do Big Bang. Assim pode se dizer que é real a Teoria da Grande Explosão.

Origem da vida

Abiogênese X biogênese

Em meados do século XVII, o biólogo italiano Francesco Redi (elaborou experiências que, na época, abalaram profundamente a teoria da geração espontânea. Colocou pedaços de carne no interior de frascos, deixando alguns abertos e fechando outros com uma tela. Observou que o material em decomposição atraía moscas, que entravam e saíam ativamente dos frascos abertos. Depois de algum tempo, notou o surgimento de inúmeros "vermes" deslocando-se sobre a carne e consumindo o alimento disponível. Nos frascos fechados, porém, onde as moscas não tinham acesso à carne em decomposição, esses "vermes" não apareciam . Redi, então, isolou alguns dos "vermes" que surgiram no interior dos frascos abertos, observando-lhes o comportamento; notou que, após consumirem avidamente o material orgânico em putrefação, tornavam-se imóveis, assumindo um aspecto ovalado, terminando por desenvolver cascas externas duras e resistentes. Após alguns dias, as cascas quebravam-se e, do interior de cada unidade, saía uma mosca semelhante àquelas que haviam pousado sobre a carne em putrefação.

A experiência de Redi favoreceu a biogênese, teoria segundo a qual a vida se origina somente de outra vida preexistente.

Quando Anton van Leeuwenhoek (1632-1723), na Holanda, construindo microscópios, observou pela primeira vez os micróbios, reavivou a polêmica sobre a geração espontânea, abalando seriamente as afirmações de Radi.

Foi na Segunda metade do século passado que a abiogênese sofreu seu golpe final. Louis Pasteur (1822-1895), grande cientista francês, preparou um caldo de carne, que é excelente meio de cultura para micróbios, e submeteu-o a uma cuidadosa técnica de esterilização, com aquecimento e resfriamento. Hoje, essa técnica é conhecida como "pasteurização".

Uma vez esterilizado, o caldo de carne era conservado no interior de um balão "pescoço de cisne".

Devido ao longo gargalo do balão de vidro, o ar penetrava no balão, mas as impurezas ficavam retidas na curva do gargalo. Nenhum microrganismo poderia chegar ao caldo de carne. Assim, a despeito de estar em contato com o ar, o caldo se mantinha estéril, provando a inexistência da geração espontânea. Muitos meses depois, Pasteur exibiu seu material na Academia de Ciências de Paris. O caldo de carne estava perfeitamente estéril. Era o ano de 1864. A geração espontânea estava completamente desacreditada.

Como surgiu o primeiro ser vivo?

Desmoralizada a teoria da abiogênese, confirmou-se a idéia de Prayer: Omne vivium ex vivo, que se traduz por "todo ser vivo é proveniente de outro ser vivo". Isso criou a seguinte pergunta: se é preciso um ser vivo para originar outro ser vivo, de onde e como apareceu o primeiro ser vivo?

Tentou-se, então, explicar o aparecimento dos primeiros seres vivos na Terra a partir dos cosmozoários, que seriam microrganismos flutuantes no espaço cósmico. Mas existem provas concretas de que isso jamais poderia ter acontecido. Tais seres seriam destruidor pelos raios cósmicos e ultravioleta que varrem continuamente o espaço sideral.

Em 1936, Alexander Oparin propõe uma nova explicação para o origem da vida. Sua hipótese se resume nos seguintes fatos:

• Na atmosfera primitiva do nosso planeta, existiriam metano, amônia, hidrogênio e vapor de água.
• Sob altas temperaturas, em presença de centelhas elétricas e raios ultravioleta, tais gases teriam se combinado, originando aminoácidos, que ficavam flutuando na atmosfera.
• Com a saturação de umidade da atmosfera, começaram a ocorrer as chuvas. Os aminoácidos eram arrastados para o solo.
• Submetidos a aquecimento prolongado, os aminoácidos combinavam-se uns com os outros, formando proteínas.
• As chuvas lavavam as rochas e conduziam as proteínas para os mares. Surgia uma "sopa de proteínas" nas águas mornas dos mares primitivos.
• As proteínas dissolvidas em água formavam colóides. Os colóides se interpenetravam e originavam os coacervados.
• Os coacervados englobavam moléculas de nucleoproteínas. Depois, organizavam-se em gotículas delimitadas por membrana lipoprotéica. Surgiam as primeiras células.
• Essas células pioneiras eram muito simples e ainda não dispunham de um equipamento enzimático capaz de realizar a fotossíntese. Eram, portanto, heterótrofas. Só mais tarde, surgiram as células autótrofas, mais evoluídas. E isso permitiu o aparecimento dos seres de respiração aeróbia.
• Atualmente, se discute a composição química da atmosfera primitiva do nosso planeta, preferindo alguns admitir que, em vez de metano, amônia, hidrogênio e vapor de água, existissem monóxido de carbono, dióxido de carbono, nitrogênio molecular e vapor de água.

Oparin não teve condições de provar sua hipótese. Mas, em 1953, Stanley Miller, na Universidade de Chigago, realizou em laboratório uma experiência. Colocou num balão de vidro: metano, amônia, hidrogênio e vapor de água. Submeteu-os a aquecimento prolongado. Uma centelha elétrica de alta tensão cortava continuamente o ambiente onde estavam contidos os gases. Ao fim de certo tempo, Miller comprovou o aparecimento de moléculas de aminoácido no interior do balão, que se acumulavam no tubo em U.

Origem da vida

A origem dos seres vivos está intimamente associada às circunstanciais transformações ocorridas desde a formação do planeta Terra, há cerca de 4,5 bilhões de anos, passando por momentos de aquecimento e resfriamento, radiações UV, descargas elétricas, intenso vulcanismo, precipitações e evaporações.

Em virtude de tais acontecimentos, com incidência direta sobre compostos e elementos químicos da atmosfera primitiva: gás carbônico, gás nitrogênio, amônia, gás hidrogênio, metano, e vapor d’água, foi possível uma reorganização molecular que passou por alterações gradativas, a ponto de viabilizar o surgimento de uma rudimentar estruturação orgânica (os coaservados), evolutivamente capazes de promover interações entre si e com o meio.

Indícios revelam a existência de vidas (os fósseis), contidos no arcabouço geológico transcorrido 1 bilhão de anos desde a formação do planeta.

Ácidos nucléicos

DNA RNA

Células tronco

Nucleo celular

Mitose e Meiose

Ácidos nucléicos

As principais diferenças entre o RNA e o DNA são sutis, mas fazem com que o último seja mais estável do que o primeiro. O RNA é formado por uma fita simples, o açúcar de seu esqueleto é a ribose e uma de suas bases pirimídicas (de anel simples) é diferente da do DNA. Ele possui Uracila ao invés de Timina. Veja a estrutura química das bases do RNA:

Os principais tipos de RNA são os RNAs mensageiros (mRNAs), os transportadores (tRNAs) e os ribossomais (rRNA). Os RNAs mensageiros são aqueles que codificam as proteínas e que devem ter seus códons lidos durante o processo de tradução. Os RNAs ribossomais fazem parte da estrutura do ribossomo, junto com diversas outras proteínas e são eles que catalisam a ligação entre dois aminoácidos na síntese de proteínas. Os RNAs transportadores são aqueles que fazem a conexão códon-aminoácido pois carregam um aminoácido específico de acordo com seu anticódon (complementar ao códon do mRNA).

É interessante notar que, por ser uma fita simples, o RNA pode formar pontes intracadeia, o que faz com que ele possa ter uma infinidade de arranjos tridimensionais, importantes em sua função.

Ácidos Nucleicos

O RNA é uma molécula intermediária na síntese de proteínas, ela faz a intermediação entre o DNA e as proteínas.
Ele é formado por uma cadeia de ribonucleotídeos, que, por sua vez, são formados por
um grupo fosfato, um açucar (ribose), e uma base nitrogenada (veja abaixo).

Esses ribonucleotídeos são ligados entre si através de uma ligação fosfodiéster entre o carbono 3' do nucleotídeo de "cima" e o carbono 5' do nucleotídeo de "baixo" (veja figura).

Ácidos Nucleicos

A ligação entre os nucleotídeos (ligações fosfodiéster) de uma cadeia linear é feita entre o grupo químico chamado hidroxil (OH) ligado ao terceiro carbono da pentose de um nucleotídeo, e o fosfato do nucleotídeo seguinte ligado ao carbono 5 da pentose do mesmo (Figura 2). Por convenção, as seqüências são representadas na orientação 5' 3'.

Moléculas de DNA compõem-se de duas fitas, que ligam-se entre si formando uma estrutura helicoidal, conhecida como hélice dupla. As duas fitas unem-se pela ligação regular das bases de seus nucleotídeos. A base A sempre liga-se a base T (por 2 pontes de hidrogênio) e a base G sempre liga-se a base C (por 3 pontes de hidrogênio)(Figura 5). As duas fitas são anti-paralelas, ou seja, as fitas possuem orientação 5' 3' opostas uma em relação a outra.

Ácidos nucléicos

Na natureza há dois tipos de ácidos nucleicos: DNA ou ácidodesoxiribonucleico e RNA ou ácido ribonucleico. Analogamente a um sistema de comunicação, essas informações são mantidas dentro da célula em forma de código, que no caso denomina-se código genético.

Em sua estrutura primária, os ácidos nucleicos (DNA e RNA) podem ser vistos como uma cadeia linear composta de unidades químicas simples chamadas nucleotídeos. Um nucleotídeo é um composto químico e possui três partes: um grupo fosfato, uma pentose (molécula de açúcar com cinco carbonos) e uma base orgânica (Figura 3). Nas moléculas de DNA a pentose é uma desoxiribose enquanto que nas moléculas de RNA a pentose é uma ribose. A base orgânica, também conhecida como base nitrogenada, é quem caracteriza cada um dos nucleotídeos, sendo comum o uso tanto do termo seqüência de nucleotídeos quanto o termo seqüência de bases. As bases são adenina (A), guanina (G), citosina (C), timina (T) e uracila (U), sendo as duas primeiras chamadas de purinas e as três últimas chamadas de pirimidinas. No DNA são encontradas as bases A, G, C e T. No RNA encontra-se a base U ao invés da base T.