Química

Cianeto, ultravioleta e enxofre: como um experimento de 2015 obteve precursores de RNA, proteínas e lipídios

Publicado em 12/10/2026 · Última alteração em 12/10/2026

Assuntos: Origem da vida

Em 2015, o grupo de John Sutherland mostrou em laboratório que cianeto de hidrogênio, sulfeto de hidrogênio e luz ultravioleta, com cobre como catalisador, rendem precursores de ribonucleotídeos, aminoácidos e lipídios. É uma via química plausível, não prova de como a vida surgiu, e as etapas pedem entregas sequenciais de reagentes.

Uma célula mínima pode ser vista como três subsistemas: um que guarda informação (RNA), um que forma compartimentos (membranas de lipídios) e um que catalisa reações (metabolismo, com proteínas feitas de aminoácidos). Supunha-se que a química de cada um era tão diferente que um deles teria surgido primeiro. Sutherland e colegas, no Laboratório de Biologia Molecular do MRC, em Cambridge, testaram essa suposição. Partiram do cianeto de hidrogênio (HCN), que impactos de meteoritos podem gerar, e usaram sulfeto de hidrogênio (H2S) como redutor, isto é, doador de elétrons, junto com luz ultravioleta e íons de cobre. O processo central é a homologação redutiva: alongar uma molécula de carbono em carbono, a partir do HCN. Os produtos são precursores, não as biomoléculas prontas.

Como separar o cianeto do início do que sobra no fim

Para saber se o cianoacetileno vinha mesmo do HCN e do acetileno, o grupo distinguiu o HCN adicionado no início do adicionado no fim usando carbono-13, um isótopo mais pesado. A marcação permitiu medir um rendimento acima de 25%.

O que o artigo de 2015 fez e o que são precursores

O grupo partiu do HCN e fez reações em água, com luz ultravioleta e H2S como redutor. Da rede saem precursores de ribonucleotídeos pirimídicos, de α-aminonitrilas (que viram aminoácidos após uma etapa) e de glicerol-1-fosfato, base de lipídios. Nenhuma dessas moléculas é a biomolécula completa: a rede mostra que as peças de três subsistemas têm origem química comum, não que uma célula se formou.

Por que não cabe numa única mistura

Os autores esperavam que a rede funcionasse numa só mistura, mas as etapas exigem entregas periódicas de HCN e de H2S e a adição de outros reagentes em sequência. Por isso propõem um cenário de fluxo: riachos que lixiviam sais de uma camada de evaporitos aquecida, passam por sulfetos metálicos, se encontram e desembocam em poças. É um quadro geral, que eles mesmos descrevem como traçado a grandes pinceladas.

Como sabemos: medidas, rendimentos e marcação isotópica

As conclusões vêm de reações feitas no laboratório, com rendimentos medidos etapa por etapa (tabelas 1 e 2) e, num caso, de marcação com carbono-13 para distinguir o HCN do início do adicionado no fim. O limite é que se mede o que acontece em frascos controlados: o artigo não mostra que isso ocorreu na Terra primitiva, e os reagentes são adicionados em ordens escolhidas pelos pesquisadores.

Limites de plausibilidade geológica

A quantidade de HCN na Terra jovem é estimada de modo diferente conforme a fonte. O ferrocianeto, que guardaria cianeto, é degradado pela luz em minutos a horas, mas modelos de lago de 2024 sugerem acúmulo em anos em condições favoráveis. Em 2021, o próprio grupo reconheceu que a baixa solubilidade do H2S e a escassez de cobre restringiriam a rede a terrenos específicos, e propôs o sulfito como alternativa.

Como sabemos

O resultado de laboratório vem do artigo original lido na íntegra, mas o cenário geológico é hipotético e os limites de plausibilidade dependem de outras fontes lidas em parte.

Em debate:

• Evidência forte: Em 2015, Patel e colaboradores, do MRC Laboratory of Molecular Biology (Cambridge), mostraram em laboratório que precursores de ribonucleotídeos, aminoácidos e lipídios podem ser obtidos, todos, pela homologação redutiva do cianeto de hidrogênio e de alguns derivados. [1] Resumo
  Contexto: Experimentos em solução aquosa, em laboratório, com reagentes e aparelhagem convencionais; o resultado vale para as condições testadas, não para um ambiente natural medido. · Limitações: O que se obteve foram precursores (não os aminoácidos, os nucleotídeos ou os lipídios completos), e um único grupo de pesquisa publicou o conjunto. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Evidência forte: As etapas-chave são movidas por luz ultravioleta, usam sulfeto de hidrogênio como redutor e podem ser aceleradas por ciclos de oxidação e redução do cobre entre Cu(I) e Cu(II). [1] Resumo
  Contexto: Condições de laboratório descritas no artigo; o redutor é o H2S, que doa os elétrons que a luz libera. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: O grupo simulou, com aparelhagem e reagentes convencionais, o tipo de química que poderia ter ocorrido na Terra primitiva, partindo do cianeto de hidrogênio. [2] Texto da notícia
  Contexto: Descrição institucional do experimento, publicada pelo laboratório de origem. · Limitações: Página do mesmo laboratório que fez o estudo: não é avaliação independente. · Conferida na fonte (página institucional), conferência automatizada
• Evidência forte: A rede produz precursores de glicina, serina, alanina e treonina como subprodutos inevitáveis da síntese de açúcares do RNA; as sínteses seguintes levam a precursores de valina, leucina, prolina, arginina, asparagina, aspartato, glutamina e glutamato. Esses precursores são α-aminonitrilas, que ainda precisam de uma etapa para virar aminoácido. [1] Resultados, Acrylonitrile-derived building blocks
  Contexto: Contagem nossa a partir do texto: 12 dos 20 aminoácidos das proteínas aparecem como precursores na figura 1 do artigo (4 + 2 + 2 + 4). A lisina fica de fora: o artigo diz que a extensão da cadeia até o precursor dela parece improvável. · Limitações: Cálculo nosso: soma dos aminoácidos citados em cada ramo da rede. O texto não mostra os demais aminoácidos. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Evidência forte: Na parte dos lipídios, a rede chega ao glicerol-1-fosfato, precursor do esqueleto das moléculas que formam as membranas; o artigo não descreve a síntese das cadeias hidrocarbonadas dessas moléculas. [1] Resultados, Triose-derived building blocks
  Contexto: O glicerol-1-fosfato é a base de ésteres e éteres que formam membranas nos três domínios da vida; os autores o chamam de precursor de lipídio, não de lipídio. · Limitações: A ausência das cadeias hidrocarbonadas é leitura nossa do texto principal; o material suplementar (SI) não foi aberto. · Conferida em parte (texto integral), conferência automatizada
• Evidência forte: No ramo do RNA, o grupo já havia obtido ribonucleotídeos pirimídicos ativados (citosina e uracila); a rede de 2015 liga essa síntese às demais e o texto principal não descreve a síntese de purinas (adenina e guanina). [1] Introdução
  Contexto: O trabalho de 2009 de Powner, Gerland e Sutherland é citado como origem da síntese dos nucleotídeos pirimídicos. · Limitações: Que o artigo de 2015 não traz as purinas é leitura nossa do texto principal. · Conferida em parte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: Segundo os autores, todos os átomos de carbono e de nitrogênio dos compostos da rede derivam de uma única fonte, o cianeto de hidrogênio, e por isso a química foi chamada de cianossulfídica. [1] Conclusões
  Contexto: Vale para os compostos da rede descrita no artigo. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Evidência forte: A rede não funciona numa mistura única: a homologação exige entregas periódicas de cianeto de hidrogênio e de sulfeto de hidrogênio, e outras etapas pedem reagentes em sequência. Os autores propõem um cenário de fluxo, com riachos e poças. [1] Conclusões
  Contexto: Resultado dos autores sobre o próprio sistema; a solução proposta (fluxo em riachos) é cenário, ver a9. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Hipótese: O cenário geoquímico (cianeto gerado por impacto, guardado como ferrocianeto em evaporitos, aquecido e depois lixiviado por riachos que encontram sulfetos metálicos) é uma hipótese; os próprios autores dizem que é traçado a grandes pinceladas. [1] Refinamento do cenário
  Contexto: Cenário para uma Terra pós-impacto; não há depósito natural conhecido que o confirme. · Limitações: Sem teste em campo nem registro geológico direto; a posição dos sais numa bacia real não é previsível. · Hipótese dos autores, apresentada por eles como esboço; não é observação de depósito geológico. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Estimativa: A quantidade de cianeto de hidrogênio disponível na Terra primitiva é estimada de formas diferentes, conforme a fonte (fotoquímica da atmosfera, raios, geração e entrega por impacto) e a composição da atmosfera. [3] Introdução
  Contexto: Terra primitiva; vários modelos, sem valor único aceito. · Limitações: O artigo de 2015 não quantifica HCN; os números mudam entre modelos. · As estimativas divergem entre modelos de atmosfera; não há valor único. · Conferida na fonte (texto integral (introdução e resumo)), conferência automatizada
• Estimativa: O ferrocianeto, que guardaria o cianeto, é degradado pela luz em minutos a horas, mas modelos de lago indicam que ele pode se formar e chegar a concentrações relevantes em escala de anos, em condições favoráveis. [3] Resumo
  Contexto: Modelos de caixa de lago com parâmetros de pH, temperatura e concentração; resultado condicional a condições favoráveis. · Limitações: É um modelo; depende de pH 8–9 e 20–30 °C como ótimos de formação e de lagos com características pressupostas. · Resultado de modelagem do estudo de 2024, condicionado às premissas do modelo. · Conferida na fonte (texto integral (introdução e resumo)), conferência automatizada
• Interpretação: O sulfeto de hidrogênio é pouco solúvel em água e o cobre é pouco abundante na crosta; por isso o próprio grupo de Sutherland reconhece que a rede cianossulfídica ficaria restrita a terrenos específicos, talvez incomuns, e propôs depois o sulfito como redutor mais disponível. [4] Seção sobre cenário
  Contexto: Avaliação de plausibilidade feita pelo grupo em revisão de 2021; vale para a variante com H2S e cobre. · Limitações: O argumento do sulfito vem da mesma equipe; a revisão foi lida só nos trechos sobre o cianossulfídico. · Interpretação dos autores da própria rede; não é consenso do campo. · Conferida na fonte (texto integral (trechos)), conferência automatizada
• Consenso científico: Antes do trabalho, a ideia dominante era que um dos subsistemas (informação, compartimentos ou metabolismo) teria surgido antes, porque se achava que as químicas necessárias eram incompatíveis; os autores testaram essa premissa. [1] Introdução
  Contexto: Descrição da posição então corrente, segundo os autores do artigo. · Limitações: É a caracterização dos próprios autores do estado do campo em 2015; outros grupos podem descrevê-lo de outro modo. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Evidência forte: Os experimentos clássicos de uma só mistura (Miller-Urey, formose, Oró) rendem pouco do que interessa e muitos subprodutos; na rede de Patel e colaboradores, os rendimentos das etapas isoladas são descritos como de bons a excelentes. [1] Comparação com outras sínteses
  Contexto: Comparação feita pelos autores; rendimentos por etapa nas tabelas 1 e 2 variam (de cerca de 16% a quase 100%). · Limitações: Uniformemente bom a excelente é avaliação dos autores; algumas linhas das tabelas ficam bem abaixo disso. A faixa de 16% a cerca de 100% é leitura nossa das tabelas. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Evidência forte: Para mostrar que o cianoacetileno se formou a partir do HCN e do acetileno, o grupo marcou com carbono-13 o HCN adicionado no início e mediu rendimento superior a 25%. [1] Resultados, Cyanoacetylene-derived building blocks
  Contexto: Medição em laboratório, com marcação isotópica, para uma etapa específica da rede. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada

Fontes

1. Nature Chemistry (manuscrito de autor no PMC; MRC Laboratory of Molecular Biology) — Common origins of RNA, protein and lipid precursors in a cyanosulfidic protometabolism
   Patel, B. H.; Percivalle, C.; Ritson, D. J.; Duffy, C. D.; Sutherland, J. D. · 2015 · Artigo científico original · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1038/nchem.2202
2. MRC Laboratory of Molecular Biology — Common origins of RNA, proteins and lipids on earth
   MRC Laboratory of Molecular Biology · 2015-03-17 · Documento institucional · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026
3. ACS Earth and Space Chemistry — Favorable Environments for the Formation of Ferrocyanide, a Potentially Critical Reagent for Origins of Life
   Todd, Z. R.; Wogan, N. F.; Catling, D. C. · 2024 · Artigo científico original · lido só o resumo · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1021/acsearthspacechem.3c00213
4. Journal of the American Chemical Society — Illuminating Life's Origins: UV Photochemistry in Abiotic Synthesis of Biomolecules
   Green, N. J.; Xu, J.; Sutherland, J. D. · 2021 · Revisão ou síntese científica · lido só o resumo · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1021/jacs.1c01839

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