Cómo llegó la vida a la Tierra
Un equipo de investigadores encuentra una pista sobre el posible origen extraterrestre de los péptidos
Investigadores de la Universidad Friedrich Schiller de Jena y del Instituto Max Planck de Astronomía han descubierto una nueva pista en la búsqueda del origen de la vida al demostrar que los péptidos pueden formarse en el polvo en condiciones como las que se dan en el espacio exterior. Estas moléculas, que son uno de los componentes básicos de la vida, podrían no haberse originado en nuestro planeta, sino posiblemente en nubes moleculares cósmicas.
El Dr. Serge Krasnokutski estudia la formación de biomoléculas a baja temperatura en el vacío.
Jens Meyer (University of Jena)
Cadenas de aminoácidos
Toda la vida, tal y como la conocemos, está formada por los mismos componentes químicos. Entre ellos se encuentran los péptidos, que desempeñan varias funciones completamente diferentes en el organismo: transportar sustancias, acelerar reacciones o formar andamios estabilizadores en las células. Los péptidos están formados por aminoácidos individuales dispuestos en un orden específico. El orden exacto determina las propiedades eventuales de un péptido.
Cómo surgieron estas versátiles biomoléculas es uno de los interrogantes sobre el origen de la vida. Los aminoácidos, las nucleobases y varios azúcares encontrados en los meteoroides, por ejemplo, muestran que este origen podría ser de naturaleza extraterrestre. Sin embargo, para que un péptido se forme a partir de moléculas individuales de aminoácidos, se requieren condiciones muy especiales que hasta ahora se suponía que eran más probables en la Tierra.
El primer paso requiere agua, mientras que para el segundo paso, no debe haber agua
"El agua desempeña un papel importante en la forma convencional de crear péptidos", afirma el Dr. Serge Krasnokutski, del Grupo de Astrofísica de Laboratorio y Física de Cúmulos del Instituto Max Planck de Astronomía de la Universidad de Jena. En este proceso, los aminoácidos individuales se combinan para formar una cadena. Para que esto ocurra, debe eliminarse una molécula de agua cada vez. "Nuestros cálculos químicos cuánticos han demostrado ahora que el aminoácido glicina puede formarse a través de un precursor químico -llamado amino-ceteno- que se combina con una molécula de agua. En pocas palabras: en este caso, hay que añadir agua para el primer paso de la reacción, y eliminar el agua para el segundo".
Con este conocimiento, el equipo dirigido por el físico Krasnokutski ha podido demostrar ahora una vía de reacción que puede tener lugar en condiciones cósmicas y que no requiere agua.
"En lugar de dar el rodeo químico en el que se forman los aminoácidos, queríamos averiguar si no se podían formar en su lugar moléculas de amino-ceteno que se combinaran directamente para formar péptidos", dice Krasnokutski, describiendo la idea básica del trabajo. Y añade: "Y lo hicimos en las condiciones que prevalecen en las nubes moleculares cósmicas, es decir, en partículas de polvo en el vacío, donde las sustancias químicas correspondientes están presentes en abundancia: carbono, amoníaco y monóxido de carbono".
En una cámara de ultravacío, se reunieron sustratos que sirven de modelo para la superficie de las partículas de polvo con carbono, amoníaco y monóxido de carbono a una cuatrillonésima parte de la presión atmosférica normal y a menos 263 grados Celsius.
"Las investigaciones demostraron que, en estas condiciones, se formó el péptido poliglicina a partir de los productos químicos simples", afirma Krasnokutski. "Se trata, por tanto, de cadenas del aminoácido glicina muy simples, y observamos diferentes longitudes. Los ejemplares más largos estaban formados por once unidades del aminoácido".
En este experimento, el equipo alemán también pudo detectar el supuesto amino-ceteno. "El hecho de que la reacción pueda tener lugar a temperaturas tan bajas se debe a que las moléculas de amino-ceteno son extremadamente reactivas. Se combinan entre sí en una polimerización efectiva. El producto de esto es la poliglicina".
El efecto de tunelización mecánica cuántica podría desempeñar un papel
"No obstante, nos sorprendió que la polimerización del amino-ceteno pudiera producirse tan fácilmente en estas condiciones", afirma Krasnokutski. "Esto se debe a que, en realidad, hay que superar una barrera energética para que esto ocurra. Sin embargo, es posible que nos ayude un efecto especial de la mecánica cuántica. En este paso especial de la reacción, un átomo de hidrógeno cambia de lugar. Sin embargo, es tan pequeño que, como partícula cuántica, no pudo superar la barrera, sino que simplemente pudo cruzarla, por así decirlo, a través del efecto túnel".
Ahora que está claro que no sólo los aminoácidos, sino también las cadenas peptídicas, pueden crearse en condiciones cósmicas, es posible que tengamos que mirar no sólo a la Tierra, sino también al espacio, a la hora de investigar el origen de la vida.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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