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Sep 02, 2023

La investigación arroja nueva luz sobre el desarrollo cósmico de los aminoácidos

Washington [Estados Unidos], 29 may (ANI): Científicos utilizan modelos informáticos de

Washington [EE. UU.], 29 de mayo (ANI): Los científicos utilizan modelos informáticos de componentes biológicos encontrados en meteoritos para ayudarlos a comprender los orígenes de la vida en la Tierra.

Todos los aminoácidos biológicos en la Tierra aparecen exclusivamente en su forma levógira, pero la razón que subyace a esta observación es esquiva. Recientemente, científicos de Japón descubrieron nuevas pistas sobre el origen cósmico de esta asimetría. Basándose en las propiedades ópticas de los aminoácidos encontrados en el meteorito de Murchison, realizaron simulaciones basadas en la física y revelaron que los precursores de los aminoácidos biológicos pueden haber determinado la quiralidad de los aminoácidos durante la fase inicial de la evolución galáctica.

El meteorito Murchison es un meteorito que cayó en Australia en 1969 cerca de Murchison, Victoria. Este meteorito, uno de los restos más antiguos conocidos del sistema solar anterior a la Tierra, desempeñó un papel fundamental en la confirmación de la presencia de moléculas de carbono en otras partes del universo.

Si miras tus manos, notarás que son imágenes especulares entre sí. Sin embargo, no importa cuánto intente voltear y rotar una mano, nunca podrá superponerla perfectamente sobre la otra. Muchas moléculas tienen una propiedad similar llamada "quiralidad", lo que significa que la versión "zurda" (L) de una molécula no se puede superponer a su versión de imagen especular "derecha" (D). Aunque ambas versiones de una molécula quiral, llamadas "enantiómeros", tienen la misma fórmula química, la forma en que interactúan con otras moléculas, especialmente con otras moléculas quirales, puede variar enormemente.

Curiosamente, uno de los muchos misterios que rodean el origen de la vida tal como la conocemos tiene que ver con la quiralidad. Resulta que los aminoácidos biológicos (AA), los componentes básicos de las proteínas, en la Tierra aparecen solo en una de sus dos posibles formas enantioméricas, a saber, la forma L. Sin embargo, si sintetiza AA artificialmente, las formas L y D se producen en cantidades iguales. Esto sugiere que, en algún momento temprano en el pasado, los L-AA deben haber llegado a dominar un mundo heteroquiral. Este fenómeno se conoce como "ruptura de simetría quiral".

En este contexto, un equipo de investigación dirigido por el profesor asistente Mitsuo Shoji de la Universidad de Tsukuba, Japón, realizó un estudio destinado a resolver este misterio. Como se explica en su artículo publicado en The Journal of Physical Chemistry Letters, el equipo buscó encontrar evidencia que respaldara el origen cósmico de la homoquiralidad de los AA en la Tierra, así como resolver algunas inconsistencias y contradicciones en nuestra comprensión previa.

"La idea de que la homoquiralidad puede haberse originado en el espacio se sugirió después de que se encontraran AA en el meteorito Murchison que cayó en Australia en 1969", explica el Dr. Shoji. Curiosamente, en las muestras obtenidas de este meteorito, cada uno de los enantiómeros L era más frecuente que su homólogo del enantiómero D. Una explicación popular para esto sugiere que la asimetría fue inducida por la luz ultravioleta polarizada circularmente (CPL) en las regiones de formación estelar de nuestra galaxia. Los científicos comprobaron que este tipo de radiación puede, de hecho, inducir reacciones fotoquímicas asimétricas que, con el tiempo suficiente, favorecerían la producción de L-AA frente a D-AA. Sin embargo, las propiedades de absorción de la isovalina AA (la isovalina es un aminoácido raro transportado a la Tierra por el meteorito de Murchison) son opuestas a las de los otros AA, lo que significa que la explicación basada en la radiación ultravioleta por sí sola es insuficiente o incorrecta.

En este contexto, el equipo del Dr. Shoji siguió una hipótesis alternativa. En lugar de la radiación ultravioleta lejana, plantearon la hipótesis de que la asimetría quiral fue, de hecho, inducida específicamente por la línea de emisión CP Lyman-a (Lya), una línea espectral del átomo de hidrógeno que impregnaba la Vía Láctea primitiva. Además, en lugar de centrarse únicamente en las fotorreacciones de los AA, los investigadores investigaron la posibilidad de que la asimetría quiral se iniciara en los precursores de los AA, a saber, los aminopropanales (AP) y los aminonitrilos (AN).

A través de cálculos de mecánica cuántica, el equipo analizó las reacciones inducidas por Lya para producir AA a lo largo de la vía química adoptada en la síntesis de Strecker. Luego anotaron las proporciones de enantiómeros L a D de AA, AP y AN en cada paso del proceso.

Los resultados mostraron que los enantiómeros L de los AN se forman preferentemente bajo la irradiación de CP (R-CP) Lya hacia la derecha, y sus proporciones enantioméricas coinciden con las de los AA correspondientes. "Tomados en conjunto, nuestros hallazgos sugieren que los AN subyacen al origen de la homoquiralidad", comenta el Dr. Shoji. "Más específicamente, la irradiación de precursores de AN con radiación R-CP Lya conduce a una mayor proporción de enantiómeros L. El predominio posterior de L-AA es posible a través de reacciones inducidas por moléculas de agua y calor".

El estudio nos acerca un paso más a la comprensión de la compleja historia de nuestra propia bioquímica. El equipo enfatiza que se deben realizar más estudios centrados en AN en futuras muestras de asteroides y cometas para validar sus hallazgos. "Más análisis e investigaciones teóricas de AN y otras moléculas prebióticas relacionadas con azúcares y nucleobases proporcionarán nuevos conocimientos sobre la evolución química de las moléculas y, a su vez, el origen de la vida", concluye un optimista Shoji. (Y YO)

Este informe se genera automáticamente desde el servicio de noticias ANI. ThePrint no se hace responsable de su contenido.

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