No caso da biomineralizacão, o primeiro mineral formado pode ser encontrado em vesículas intracelulares. Nos casos em que a fase intracelular foi caracterizada, foram observadas fases não-cristalinas ou com grau de desordem elevado como a ferridrita [(Fe3+)2O3•0.5H2O], carbonato de cálcio amorfo (ACC) e fosfato de cálcio amorfo (ACP). Essas fases desordenadas são subsequentemente transformadas em fases cristalinas – transformação que geralmente ocorre em uma matriz extracelular pré-formada.
Um dos casos mais bem estudados é o da espícula da larva do ouriço-do-mar. Partículas nanoesféricas de ACC, inicialmente formadas dentro de vesículas intracelulares, são depositadas na superfície da espícula em crescimento, que subsequentemente cristalizam-se no próprio sítio de deposição. Um mecanismo de conversão de fase aceito é a transformação de estado sólido que se propaga em três dimensões através da fase amorfa por meio de nucleação secundária, começando na superfície de contato entre a fase amorfa e o cristal (como descrito anteriormente).
A transformação de estado sólido do ACC para aragonita e de aragonita para calcita foi apresentada em vídeos por De Yoreo et al (2003) que não observou a transformação direta de ACC para calcita.
De modo geral, a transição sólido amorfo->cristalino é conhecida como desvitrificação ou devitrificação e ocorre em temperaturas superiores à temperatura de transição vítrea (Tg), com redução da viscosidade e difusão na matriz amorfa, possibilitando o surgimento e crescimento de regiões policristalinas.
Figura 1.17: Deposição de hidroxiapatita (HA) em matriz de nácar triturado.
É real a divisão entre crescimento cristalino abiótico e biomineralizacão?
Cristais formados biologicamente são geralmente caracterizados por formatos extravagantes, alguns surpreendentemente circinais, sem relação com a simetria cristalina, e não apresentam faces cristalinas estáveis. E muitos cristais biogênicos – já no seu tamanho final – apresentam texturas compostas por partículas nanoesféricas, como ocorre em conchas de moluscos, esqueletos coralinos, conchas de cefalópodes, esqueletos de equinodermos, espículas de esponjas, conchas de braquiópodes, cutículas de crustáceos, etc.
Em organismos vivos, o ambiente celular intervém nas vias de mineralização. A magnitude deste controle é ainda um ponto em discussão e mesmo as possibilidades de riqueza de formas nos processos abióticos são conhecidas, os chamados minerais “biomorfos” – não haveria uma fronteira que separe a cristalização abiótica da biomineralização.
