A Lógica Molecular da Vida

Capítulo 1

A Lógica Molecular da Vida

Os organismos vivos são compostos de moléculas destituídas de vida. Quando estas moléculas são isoladas e examinadas individualmente, elas obedecem a todas as leis físicas e químicas que descrevem o comportamento da matéria inanimada. Não obstante, os organismos vivos possuem atributos extraordinários que não são exibidos por uma coleção de moléculas escolhidas ao acaso. Neste capítulo, consideraremos primeiro as propriedades dos organismos vivos que os distinguem de outras porções da matéria. Depois de chegarmos a uma definição geral da vida, poderemos descrever um conjunto de princípios que caracterizam todos os organismos vivos. Estes princípios estão na base da estruturação dos organismos e das células que os constituem, e eles proporcionam a estrutura básica para este livro. Eles ajudarão você a ter em mente o grande quadro da vida, enquanto explora os exemplos ilustrativos apresentados no texto.

A unidade química dos diferentes organismos vivos

O que distingue os organismos vivos dos objetos inanimados? Primeiro é seu grau de complexidade química e de organização. Eles possuem estruturas celulares internas intrincadas (Fig. 1-1a) e contêm muitas espécies de moléculas complexas. Em contraste, a matéria inanimada existente em nosso meio (terra, areia, rochas, água do mar) usualmente consiste de misturas de compostos químicos relativamente simples.

Segundo, os organismos vivos extraem, transformam e usam a energia que encontram no meio ambiente (Fig. 1-1b), usualmente na forma de nutrientes químicos ou da energia radiante da luz solar. Esta energia torna os organismos vivos capazes de construir e manter suas próprias estruturas intrincadas e de realizar trabalho mecânico, químico, osmótico e de vários outros tipos. Em contraste, a matéria inanimada não usa a energia de forma sistemática para manter a sua estrutura ou para realizar trabalho. A matéria inanimada tende a se degenerar em um estado mais desordenado, alcançando um equilíbrio com o seu meio ambiente.

O terceiro e mais característico atributo dos organismos vivos é a capacidade para a auto-replicação e automontagem, propriedades que podem ser vistas como a quinta-essência do estado vido (Fig. 1-1c). Uma única célula bacteriana colocada num meio nutriente estéril pode dar origem a um bilhão de células filhas idênticas, no esparaço de 24 horas. Cad uma das células contém milhares de moléculas diferentes, algumas extremamente complexas; mesmo assim, cada bactéria é uma cópia fiel da original, construída inteiramente a partir da informção contida no interior do material genéticoda célula original.

Embora a capacidade de autoduplicar-se não tem nenhum análogo verdadeiro no mundo da matéria inanimada, existe uma analogia instrutiva no crescimento de cristais, que ocorre nas soluções saturadas. A cristalização produz acréscimo de material idêntico, em estrutura de rede, ao do cristal original. Os cristais são muito menos complexos do que os mais simples organismos vivos, suas estruturas são estáticas e não dinâmicas como as das células vivas. Não obstante, a capacidade dos cristais de “reproduzirem” sua própria estrutura permitiu ao físico