Astrobiologia.Bases Moleculares

para Origem da Vida

Prof. Dr. Walter F. de Azevedo Jr.

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Tarefas

1) Faça uma pesquisa na internet e escolha uma imagem representativa da aula de hoje,

não usando as imagens aqui apresentadas. Faça um texto de no máximo 100 palavras e

envie para o email: walter@azevedolab.net até 29 de agosto de 2019. Começaremos a aula

de 30/08/2019 discutindo as imagens.

2) Use a tabela do slide 18 para calcular a velocidade radial.

azevedolab.netA Teoria do Big Bang diz que o

universo começou com uma

pequena singularidade, onde a

matéria estava toda concentrada em

um único ponto. E que, a partir de

uma perturbação teria expandido

rapidamente dando origem ao

tempo e espaço que conhecemos

atualmente. Inicialmente a matéria

estava muito quente e muito densa

e com a expansão, o universo

também se resfriou. As primeiras

partículas, prótons e nêutrons,

associaram-se formando os núcleos

de átomos, como hidrogênio e hélio,

que são os principais elementos

químicos do universo. Anos depois,

os elementos químicos começaram

a se unir dando origem às galáxias

e estrelas.

Fonte da imagem:

http://gradmag.uga.edu/science-

cafe-getting-a-bang-out-of-science/

Acesso em 29/08/2019

Gabriela Bitencourt-Ferreira

O que é vida?

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Imagem de microscópio eletrônico 3D de uma semente de milho. Tal técnica permitiu identificar as proteína

sinalizadoras na célula.

Disponível em: <http://www.news.wisc.edu/19946>.

Acesso em: 30 de agosto de 2019.

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Mr. Amino Acid. Imagem disponível em: <http://www.wincorduan.com/evolution.html>. Acesso em: 30 de agosto de 2019.

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Aminoácido do tipo L. A figura foi gerada com o programa Visual Molecular Dynamics (VMD), disponível em: <http://www.ks.uiuc.edu/Development/Download/download.cgi?PackageName=VMD>. Acesso em: 30 de agosto de 2019.HUMPHREY W; DALKE A; SCHULTEN K. VMD - Visual Molecular Dynamics. Journal of Molecular Graphics, Amsterdã,

v.14, p.33-38, 1996. Usamos a opção Graphics->Representations... do programa VMD. Na opção Drawing Method

usamos a opção CPK .

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NH3

C C

H

R

H3N+

O-

O

COO R

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Glicina Gly G

Alanina Ala A

Serina Ser S

Treonina Thr T

Cisteina Cys C

Valina Val V

Isoleucina Ile I

Leucina Leu L

Prolina Pro P

Fenilalanina Phe F

Tirosina Tyr Y

Metionina Met M

Triptofano Trp W

Asparagina Asn N

Glutamina Gln Q

Histidina His H

Aspartato Asp D

Glutamato Glu E

Lisina Lys K

Arginina Arg R

Representação de aminoácidos

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Diagrama de Venn para os 20 aminoácidos mais comuns.

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Par de bases

DNA

A figura foi gerada com o programa Visual Molecular Dynamics (VMD), disponível em: <http://www.ks.uiuc.edu/Development/Download/download.cgi?PackageName=VMD>. Acesso em: 30 de agosto de 2019.HUMPHREY W; DALKE A; SCHULTEN K. VMD - Visual Molecular Dynamics. Journal of Molecular Graphics, Amsterdã, v.14, p.33-

38, 1996. Usamos a opção Graphics->Representations... do programa VMD. Na opção Drawing Method usamos a opção Licorice

.

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Fosfato

Açúcar

Base

Nucle

otíd

eo

Nucle

osíd

eo

A figura foi gerada com o programa Visual Molecular Dynamics (VMD), disponível em: <http://www.ks.uiuc.edu/Development/Download/download.cgi?PackageName=VMD>. Acesso em: 30 de agosto de 2019.HUMPHREY W; DALKE A; SCHULTEN K. VMD - Visual Molecular Dynamics. Journal of Molecular Graphics, Amsterdã, v.14, p.33-

38, 1996. Usamos a opção Graphics->Representations... do programa VMD. Na opção Drawing Method usamos a opção CPK .

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Condensador

Água

Eletrodos

Gases da atmosfera primitivaH2O, NH3, CH4, H2

Aquecimento

Para bomba de vácuo

Água resfriada contendo

componentes orgânicos

Para acesso ao balãoPara acesso à água

Fonte de potencial elétrico (V)

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Fonte: Johnson, A.P. , Cleaves, H.J. , Dworkin, J.P., Glavin, D.P., Lazcano, A., Bada, J.L. The

Miller Volcanic spark discharge experiment. Science, Vol. 322, 404.

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Razão molar

Fonte: Johnson, A.P. , Cleaves, H.J. , Dworkin, J.P., Glavin, D.P., Lazcano, A., Bada, J.L. The

Miller Volcanic spark discharge experiment. Science, Vol. 322, 404.

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Principais aminoácidos encontrados no

experimento:

G A S D V E F

Meteoritos podem apresentar bases nitrogenadas que foram nucleotídeos, o tijolo molecular básico das

moléculas de DNA e RNA.

Disponível em: <http://solarsystem.nasa.gov/scitech/display.cfm?ST_ID=2426> .

Acesso em: 30 de agosto de 2019.

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Visão artística do bombardeio de moléculas orgânicas na Terra.

Disponível em:

<http://www.nasa.gov/centers/goddard/images/content/317844main_PNAS_new_jpg.jpg> .

Acesso em: 30 de agosto de 2019.

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Dois resultados interessantes podemos tirar sobre a origem

das moléculas orgânicas.

1) Aminoácidos encontrados em proteínas são do tipo L.

2) Síntese de aminoácidos (aa) no experimento de Miller-Urey

leva a uma mistura idêntica das duas formas, (50 % de

aminoácidos de cada tipo).

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COO R

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NH3

Por que somente aminoácidos do

tipo L são encontrados em

proteínas?

Estrutura cristalográfica da ribozima (código PDB: 2OEU).A figura foi gerada com o programa Visual Molecular Dynamics (VMD), disponível em: <http://www.ks.uiuc.edu/Development/Download/download.cgi?PackageName=VMD>. Acesso em: 30 de agosto de 2019.HUMPHREY W; DALKE A; SCHULTEN K. VMD - Visual Molecular Dynamics. Journal of Molecular Graphics, Amsterdã, v.14, p.33-38, 1996.

Usamos a opção Graphics->Representations... do programa VMD. Na opção Drawing Method usamos a opção Licorice .

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Formação da Terra

Sopa prebiótica

Eucariotos

Archaea

Bactéria

Primeiro organismo

Primeiro organismo

Evolução Darwiana

RNA, DNA e

proteínas

Ancestral

comum

Mundo pré-biotíco

Mundo de RNA

Mundo de RNA,

DNA e proteína

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Protein Data Bank

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Protein Data Bank

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Protein Data Bank

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Protein Data Bank

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Aminoácidos

encontrados no

experimento de

Johnson et al. The

Miller Volcanic

spark discharge

experiment.

Science, Vol. 322,

404.

G A S D V E F

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Peptídeo teste

FEAAEFSDGSEEAEEFF

Aminoácidos

encontrados no

experimento de

Johnson:

G A S D V E F

azevedolab.netAminoácidos

encontrados no

experimento de

Johnson:

G A S D V E F

Peptídeo teste

FEAAEFSDGSEEAEEFF

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Tarefa

Busque estruturas no PDB mantendo a estrutura primária do peptídeo teste com variações

na sequência, substituindo por outros aminoácidos encontrados no experimento de

Johnson et al. The Miller Volcanic spark discharge experiment. Science, Vol. 322, 404.

Tente aumentar o número de aminoácidos da sequência do peptídeo teste.

Aumente o E-value cutoff para 1000.00.

Aminoácidos encontrados no experimento de Johnson:

G A S D V E F

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Material Relacionado à Aula

https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/index.html

https://astrobiology.nasa.gov/