Os semimetais na origem e evolução da vida

Abstract

Recebido em 16/9/11; aceito em 2/12/11; publicado na web em 23/1/12 METALLOIDS IN ORIGIN AND EVOLUTION OF LIFE. Metalloids have characteristics between metals and non-metals which give them, in some cases, specific properties. At least two of this chemical elements, boron and silicon, are essential to a significant number of living organisms and since some years ago it has been observed that the same metalloids may be involved in the synthesis and stabilization of some molecules relevant to the origin of life.Keywords: RNA world; boron; silicon. INTRODUÇÃOEmbora se verifique uma tendência para abandonar o conceito de semimetal (metaloide), tanto a União Internacional da Química Pura e Aplicada como a Sociedade Brasileira de Química não os incluem separadamente nas suas tabelas periódicas dos elementos, 1 continuam a publicar-se muitos trabalhos sobre semimetais, dado que têm algumas especificidades com aplicações, por exemplo, no fabrico de semicondutores.2 No grupo dos semimetais (Figura 1) são, geralmente, incluídos os seguintes elementos químicos: boro (grupo 13), silício e germânio (grupo 14), arsénio e antimónio (grupo 15), e telúrio (grupo 16), sendo, por vezes, a designação alargada ao polónio (grupo 16) e ao ástato (grupo 17). Caracterizam-se por terem propriedades físicas e/ou químicas de metais e de não metais. Note-se que o ástato apresenta propriedades dos semimetais, embora pertença ao grupo dos halogéneos.Este artigo teve por objetivo descrever os semimetais com características mais próximas dos não metais e com pelo menos um isótopo estável, que possam ter dado contributos no processo de origem e evolução da vida na Terra. De notar também que atualmente os elementos boro, silício, arsénio e telúrio têm sido identificados como tendo funções ou eventuais desempenhos casuísticos nos seres vivos. Por outro lado, todos os isótopos de polónio e de ástato são radioativos, e por isso não são adequados aos processos metabólicos que ocorrem nos sistemas biológicos, pois originam reações que degradam as biomoléculas, como consequência do seu decaimento radioativo. 3-6 OS SEMIMETAIS E OS SISTEMAS BIOLÓGICOSAntes de se analisar os semimetais na sua associação com estruturas biológicas (ou eventualmente pré-biológicas) é conveniente efetuar algumas considerações acerca das razões gerais para a escolha dos elementos químicos pelos organismos vivos, as quais podem ser generalizadas para as estruturas pré-biológicas. Essas razões são, pelo menos, duas das seguintes: abundância, disponibilidade (que, de maneira simples, está relacionada com possibilidade dos elementos químicos serem solubilizados sem dispêndio elevado de energia) e eficiência funcional [a aptidão para possibilitarem determinadas reações (bio)químicas]. 4,7 Muitos elementos químicos são incorporados nos seres vivos na forma de compostos químicos com alguma complexidade. Todavia, no período de transição entre os sistemas minerológicos e a ocorrência dos primeiros organismos vivos, a escolha dos elementos químicos teve em conta as limitações da quanti...

Aplicações Biomédicas de Complexos Metálicos e Polioxometalatos

“…As últimas décadas levaram a avanços importantes no nosso conhecimento no âmbito da bioquímica inorgânica e testemunharam uma mudança constante na visão tradicional das diversas funções que os metais, as suas espécies químicas e os seus complexos desempenham nos sistemas biológicos [3,4]. De facto, os compostos inorgânicos apresentam uma diversidade de propriedades que lhes têm permitido apresentar variadas e distintas aplicações biológicas e biomédicas [3,4]. Recentemente tem sido explorada a associação de iões metálicos e seus complexos, por exemplo tendo em mente a pandemia COVID-19, entre outras patologias, tais como a diabetes e a doença de Alzheimer (AD) [5][6][7][8][9].…”

“…As propriedades biológicas multidirecionais do vanádio, ou seja, atividades antiviral, antibacteriana, antiproliferativa, anti-inflamatória, anti-hipertensiva, antialérgica, antioxidante, anticancerígena, antidiabética, anti-úlcera e anti-obesidade, bem como a sua atividade neuroprotetora, nefroprotetora e efeitos cardioprotetores, constituem uma base para estudos da classe única de agentes farmacológicos contendo este metal [4][5][6][7][8][9]. Os alvos moleculares de ação dos metais são normalmente biomoléculas com funções celulares essenciais à vida como, por exemplo proteínas e ADN [3][4][5][6][7][8][9]. Globalmente, poderemos ainda afirmar que os estudos recentes sobre os metais em biologia envolvem muitos investigadores jovens, apontando assim para uma nova geração de cientistas na área.…”

“…Os metais Na, K, Mg, Ca, Fe, Mn, Co, Cu, Zn e Mo são elementos essenciais para a vida que os organismos devem ter em quantidades adequadas. Por outro lado, semimetais como o B e o Si, contribuíram para a origem e evolução da vida na Terra [3]. Existem outros que são considerados possivelmente essenciais, como V e Cr, mesmo quando presentes em quantidades vestigiais.…”

Considerações Sobre o Possível Papel do Cálcio, Ferro e Boro na Origem da Vida

“…O boro, na forma de borato, é o único anião capaz de estabilizar a ribose na forma de furanose [44][45][46] em meio aquoso [47]. Esta estabilização poderia ter ocorrido em associação com a reação da formose, sendo uma propriedade particularmente importante, na medida em que poderia ter facilitado a acumulação da ribose no ambiente terrestre primitivo [45].…”