Región de formación estelar cerca del centro de la Vía Láctea. Compuesto imagen, ensamblada a partir de imágenes infrarrojas tomadas por el Hubble Space Telescopio, el telescopio espacial Spitzer y la radiografía Chandra Observatorio en 2009. NASA y ESA
�Cómo comenzó la vida? Puede que no haya una pregunta más grande. Aprender el secreto de nuestros orígenes significa ir más allá de lo más antiguo formas de vida biológica, bacterias simples pasadas y hasta Química de los bloques de construcción que vinieron antes.
La mayoría de las personas han escuchado la doble hélice del ADN descrita como la modelo para la vida, pero su ARN relativo monocatenario también es crítico para transmitir información genética. Ambos están presentes en las células de todos los organismos vivos, y muchos científicos sospechan que El ARN fue el material genético original, que apareció en escena antes ADN, hace más de cuatro mil millones de años durante un período de científicos llamado “mundo de ARN”.
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El mundo del ARN
Pero para construir el mundo del ARN, el ARN y otras biomoléculas tuvieron que reunirse en primer lugar. Sus partes constituyentes tienen un propiedad química distintiva llamada quiralidad relacionada con cómo están dispuestos sus átomos. Y ha estallado un debate sobre cómo La quiralidad de la vida comenzó: ¿es el producto de la sustancia química? ambiente de la Tierra primitiva, o la vida heredó su quiralidad �del espacio?
Para algunos científicos, enfocarse en cómo una cadena de genética el material pudo unirse para comenzar la vida terrestre ahora implica apartar la mirada de la Tierra. Una idea siendo explorada en la astrobiología es si algunas moléculas orgánicas prebióticas podrían tener sido entregado a la Tierra por meteoritos o granos de polvo. Reciente Los descubrimientos en el espacio interestelar pueden estar proporcionando algún apoyo para esta.
En 2011, la NASA publicó un estudio de meteoritos que sugiere que contienen nucleobases, sustancias químicas que son componentes de ambos ADN y ARN. Por lo tanto, un material de partida crítico para la vida puede haber sido sembró a la Tierra primitiva desde el espacio. Un año después, un equipo en el La Universidad de Copenhague informó haber encontrado una molécula de azúcar en espacio interestelar que puede transformarse químicamente en ribosa: la “R” en el ARN. El año pasado, el mismo equipo descubrió más molécula compleja (isocianato de metilo) en una región de formación estelar más a 400 años luz de la Tierra.
Y en 2016, dos investigadores posdoctorales, Brett McGuire (Observatorio Nacional de Radioastronomía, Virginia) y Brandon Carroll (En stituto de Tecnología de California), trabajando con Los astrónomos del Observatorio Parkes en Australia informaron detección de una molécula en el espacio interestelar, cerca del centro de la Vía Láctea, que podría tener distintas consecuencias para el narrativa de la vida terrestre.
CSIRO
Donde ninguna molécula quiral ha ido antes
McGuire y Carroll descubrieron una molécula llamada óxido de propileno (fórmula molecular: C3H6O) a 25,000 años luz de la Tierra, en un región de formación estelar de nuestra galaxia llamada Sagitario B. Pero no era el químico en sí lo que era sorprendente; este propileno el óxido tiene una propiedad que se ha asociado exclusivamente con Vida en la Tierra.
El óxido de propileno es lo que se conoce como molécula “quiral” (pronunciado KY-ral, de la palabra griega cheir para mano), lo que significa que viene en dos formas: diestro y zurdo. Las moléculas quirales tienen la misma fórmula química, y sus las estructuras son casi idénticas a excepción de ciertos átomos que son unidos en diferentes lados de la molécula tridimensional. InEn el caso del óxido de propileno, es el grupo metilo (CH3) el que puede adjunte a uno de los dos carbonos, como se muestra a continuación.
Las dos formas de una molécula quiral no se pueden superponer en cada otro en un plano nivelado, como cuando colocas una mano encima de el otro y un pulgar sobresale en cada extremo: las manos son espejo Imágenes de cada uno. El microbiólogo francés Louis Pasteur. Descubrí este capricho de la naturaleza hace más de 150 años.
Lo que no se dio cuenta fue que se topó con un característica de la materia orgánica: a medida que las moléculas se vuelven más complejas, la quiralidad Todo está garantizado. Si bien no cambia el número o los tipos de átomos en esa molécula, las diferencias en cómo esos átomos adjuntar puede afectar la función de una molécula. Un ejemplo es el limoneno, un componente clave del aroma de los cítricos. El diestro la versión sabe a limón, mientras que la zurda a naranja. Lo mismo ocurre con la molécula carvona: en semillas de alcaravea, la zurda la versión se une a un receptor en las neuronas que recubren la base de su nariz que envía una señal a su cerebro diciéndole que tiene olía a pan de centeno; la carvona del lado derecho le indica a su cerebro que ha olido a hierbabuena.
Más allá del olfato y el gusto, la quiralidad determina la forma de nuestro estructuras biológicas a gran escala. La famosa doble hélice de un ADN. el hilo gira a la derecha, junto con los azúcares que componen su columna vertebral; los aminoácidos en las proteínas se retuercen a la izquierda. A pesar del hecho que estas moléculas ocurren naturalmente en ambas orientaciones, todas las Los organismos vivos en la Tierra parecen tener ADN que se basa en el plano de que gira a la derecha, tal vez descendiente de un solo giro a la derecha en el antiguo mundo de ARN.
Las enzimas que ayudan a nuestro cuerpo a usar aminoácidos y bases de ADN funcionan porque reconocen las formas específicas de estas moléculas. Un aminoácido con una quiralidad diferente tendría un diferente forma, evitando que esas enzimas interactúen adecuadamente con ella. Si le sirvieron una hamburguesa de proteína que tenía amino diestro ácidos, su cuerpo no podría descomponerlo.
Este profundo sesgo que impregna toda la vida debe haber tenido un comenzando. Y McGuire y Carroll sugieren que su descubrimiento de óxido de propileno quiral, así como los descubrimientos anteriores de metilo isocianato y glicoaldehído: muestra que el espacio puede haber tenido una “mano” en los orígenes de la vida.
“Esta es la primera molécula quiral detectada en el espacio exterior” dijo McGuire, quien es el becario postdoctoral Jansky con el Observatorio Nacional de Radioastronomía. Su detección sugiere que un el sesgo hacia una forma de quiralidad no se limita a la vida en la Tierra, como se pensó anteriormente, y presta evidencia a la idea de que material de otras partes del Sistema Solar, posiblemente incluyendo algunos mucho más antiguo que la Tierra o incluso nuestro Sistema Solar, puede haber sembrado el Los primeros químicos necesarios para formar vida en nuestro planeta.
Por supuesto, la quiralidad no es el único problema que tienes que resolver: las moléculas quirales que hemos visto en el espacio son mucho menos complejo que la mayoría de las biomoléculas.
