Você já ouviu falar no “demônio” da física? Não, não estamos falando de entidades malignas ou rituais sombrios, mas de uma ideia imaginada pelo físico escocês James Clerk Maxwell lá em 1867.
Esse “demônio” não era nada diabólico, mas sim uma representação de uma entidade mágica inteligente que separava moléculas com base em sua energia. Agora, em 2023, parece que esse assustador ser de Maxwell foi “encontrado” escondido dentro das nossas próprias células.
Um demônio dentro de nós
(Fonte: Getty Images)
Os protagonistas dessa história são os transportadores de cassete de ligação de ATP (ou ABC, na sigla em inglês para), proteínas que fazem parte das membranas celulares e desempenham um papel fundamental na importação e exportação de substratos, mantendo um equilíbrio de concentração constante. Mas o que isso tem a ver com o demônio de Maxwell?
Bem, os pesquisadores da Escola Politécnica Federal de Lousanne (EPFL), na Suíça, descobriram que esses transportadores ABC compartilham características surpreendentes com o ser mentalizado pelo físico.
O demônio de Maxwell, em sua concepção original, controlava uma porta entre dois recipientes de gás, permitindo que moléculas energéticas seguissem em uma direção e moléculas mais frias seguissem em outra, sem o uso de qualquer energia extra, diminuindo assim a entropia — o que desafia, portanto, a segunda lei da termodinâmica.
Os ABCs, por sua vez, utilizam a energia das moléculas de ATP (trifosfato de adenosina) para alimentar o processo de transporte de moléculas através das membranas celulares. Isso envolve medição, feedback e redefinição, dependendo da posição da molécula transportada. Em essência, os ABCs fazem algo parecido com o demônio de Maxwell, que selecionava quais processos permitir e quais proibir com base em informações e energia.
Da física à biologia
(Fonte: Getty Images)
Essa descoberta é um verdadeiro marco, pois lança luz sobre como as células regulam seus ambientes internos e funcionam de maneira eficiente.
Os pesquisadores já tinham suspeitas de que os processos intensivos de transporte de moléculas dentro das células tinham algum controlador como o proposto por Maxwell, mas só agora uma estrutura de informação desse sistema foi descrita e modelada de forma que remonta ao famoso demônio da física.
Por mais que os cientistas tenham feito algumas simplificações em seus cálculos, eles acreditam que essa descoberta pode ser aplicada a sistemas mais complexos que existem na natureza. Isso significa que essa abordagem pode servir como uma estrutura conceitual importante para entender circuitos bioquímicos complexos em sistemas biológicos.
Assim, o demônio de Maxwell, que começou como uma ideia abstrata na mente de um físico do século XIX, parece ter encontrado sua contraparte no mundo das células. Essa descoberta nos ensina mais sobre como as células funcionam e como mantêm seu equilíbrio interno, revelando um aspecto fascinante da biologia que estava escondido dentro de nós o tempo todo.
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