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Tras analizar fragmentos de meteoritos que cayeron en un lago congelado en Canadá, los investigadores han formulado una explicación para el origen de la vida, ¿por qué los seres vivos sólo utilizan moléculas con orientaciones específicas?Nike

Image El trabajo también proporcionó la evidencia más firme hasta hoy, de que el agua líquida contenida en el interior de un asteroide conlleva una fuerte preferencia sobre formas de L-aminoácidos respecto a las D-aminoácidos (de las proteínas comunes) presentes en meteoritos. Estos resultados hacen más desafiante la búsqueda de vida extraterrestre.

El Dr. Daniel Glavin del Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Md, ha manifestado que “nuestros análisis de aminoácidos, llevados a cabo en fragmentos de meteoritos hallados en el lago Tagish, nos han proporcionado una posible explicación de por qué todas las formas de vida que conocemos utilizan solamente L-aminoácidos para construir las proteínas”. El Dr Daniel Glavin es el autor principal del presente trabajo de investigación que será publicado en la revista Meteoritics and Planetary Science.

En enero de 2000, un enorme meteorito explotó en la atmósfera en la región septentrional de la Columbia Británica en Canadá y dispersó fragmentos sobre la superficie helada del lago Tagish. Dado que muchas personas fueron testigos de la bola de fuego, se pudieron recoger fragmentos durante varios días y preservarlos en su estado congelado. Esto garantizó una escasa contaminación de vida terrestre.

“El meteorito del lago Tagish continúa revelando más secretos sobre el Sistema Solar primigenio y seguimos investigando", manifestó el Dr. Christopher Herd de la Universidad de Alberta en Edmonton, Canadá, coautor del informe quién aportó las muestras para analizar procedentes del citado lago. “Este último estudio nos da una idea del papel que ejerce el agua percolada a través de los asteroides en la síntesis de los L-aminoácidos, que nos son tan familiares en todas las formas de vida en la Tierra”.



Las proteínas son las moléculas de batalla de la vida, se utilizan para todo, desde las estructuras como el pelo hasta las enzimas, catalizadores que aceleran o regulan reacciones químicas. Del mismo modo que las 26 letras del alfabeto se pueden disponer de formas ilimitadas, la vida utiliza 20 aminoácidos diferentes en una enorme variedad de combinaciones para construir millones de proteínas diferentes. Las moléculas de aminoácidos se pueden estructurar de dos maneras, una en imágenes especulares una de la otra, como nuestras manos. Aunque la vida basada en D-aminoácidos probablemente pudiera funcionar, ambas formas no se pueden mezclar.

“Las proteínas sintéticas obtenidas utilizando mezclas de L-aminoácidos y D-aminoácidos no funcionan”, manifestó el Dr. Jason Dworkin coautor del estudio y director del Laboratorio de Astrobiología Analítica Goddard de la NASA, donde se han realizado los trabajos. “Puesto que la vida no puede funcionar con una mezcla de L-aminoácidos y D-aminoácidos, los investigadores quieren saber como la vida (o al menos la que conocemos aquí en la Tierra) se ha podido configurar con el tipo de L-aminoácidos. “Las formas especulares observadas en moléculas biológicas (L-aminoácidos y D-azúcares) representan una propiedad importante para los procesos de reconocimiento molecular y se cree que constituye un prerrequisito para la vida”, agregó Dworkin.

Todos los procedimientos de síntesis de aminoácidos generan mezclas equimoleculares de las formas D y L. Por esta razón existe una intensa área de investigación de por qué la producción casi exclusiva de una de las formas de esas moléculas surgió de lo que presumiblemente eran mezclas de ambas en un mundo prebiótico.

El equipo trituró muestras de meteoritos procedentes del lago Tagish las puso en agua caliente y tras decantar el liquido identificó las moléculas existentes mediante un cromatógrafo de fase liquida conectado a un espectrómetro de masas.

“Hemos descubierto que las muestras tenían unas cuatro veces más de ácido aspártico en su forma L respecto a su forma D” manifestó Glavin. El ácido aspártico es un aminoácido utilizado en todas las enzimas del cuerpo humano. También se utiliza para fabricar Aspartame, un sustituto del azúcar. “Curiosamente, la misma muestra obtenida del meteorito mostró solamente un ligero exceso de L-alanina (no más de un 8%), otro aminoácido utilizado en la vida”.

“Al principio, esto carecía de sentido, puesto que estos aminoácidos proceden de la contaminación de la vida terrestre, ambos aminoácidos deberían tener un gran exceso de de las formas L, ya que ambos son habituales en Biología” añadió Glavin. “Sin embargo, un exceso de uno de ellos, la forma L y no la otra, nos dice que no fueron creados por la vida, sino que fueron fabricados en el interior del asteroide del lago Tagish”

El equipo confirmó utilizando técnicas de análisis de isótopos, que los aminoácidos fueron fabricados posiblemente en el espacio. Los isótopos son versiones distintas de un mismo elemento con masas diferentes; por ejemplo, el Carbono 13 es un isótopo más pesado y menos común del elemento Carbono. Dado que la química de la vida prefiere isótopos más ligeros, los aminoácidos enriquecidos con el más pesado Carbono-13 casi con seguridad fueron creados en el espacio.

“Encontramos que el ácido aspártico y la alanina en las nuestras del lago Tagish estaban muy enriquecidas en Carbono-13, lo que indica que probablemente fueron creadas por procesos no biológicos en el asteroide” manifestó el Dr. Jaime Elsila del Centro Goddard de la NASA, coautor del análisis isotópico.

Esta es la primera vez que se realizan mediciones isotópicas de estos aminoácidos en el lago Tagish. El enriquecimiento en Carbono-13 junto con el exceso de ácido L-aspártico, pero no de alanina, proporcionan una fuerte evidencia de que algunos L-aminoácidos proteinogénicos pueden ser producidos en exceso en los asteroides, según el equipo.

Algunos han argumentado que los excesos de L-aminoácidos presentes en meteoritos se formaron por exposición a la radiación polarizada de la nebulosa solar . Sin embargo, en este caso, el exceso de ácido L-aspártico es tan grande que no puede ser explicado únicamente por efecto de la radiación polarizada. El equipo cree que es necesario algún proceso adicional.

Además, el gran exceso de ácido L-aspártico, pero no de alanina, proporciona al equipo una pista importante acerca de cómo se podrían haber sintetizado estos aminoácidos en el interior del asteroide, y por lo tanto, de cómo podría haber surgido un gran exceso de L-aminoácidos con anterioridad a la parición de la vida en la Tierra.

“Una cosa que me llamó la atención fue, que la alanina y el ácido aspártico puede cristalizar separadamente cuando se tiene una mezcla de moléculas L y D”, añadió el Dr. Aarón Burton, miembro del Programa Posdoctoral del Centro Goddard de la NASA y coautor del estudio. “Esto nos lleva a varios estudios en el que los investigadores han aprovechado el diferente comportamiento de cristalización de moléculas tales como el ácido aspártico, para separar los excesos de las formas L o D. Puesto que la alanina forma diferentes tipos de cristales, este mismo proceso podría producir cantidades iguales de L y D-alanina. Precisamos realizar más experimentos, pero este razonamiento tiene la capacidad de explicar lo que vemos en los meteoritos del lago Tagish y en varios otros”.

El equipo también cree que un pequeño exceso inicial de la forma L podría haberse amplificado por cristalización y disolución a partir de una solución acuosa saturada. Algunos aminoácidos como el ácido aspártico presentan una forma tal que les permite cristalizar como un solo cristal .Para este tipo de aminoácidos, un pequeño exceso inicial de cualquiera de las formas L o D podría enriquecerse a expensas de cristales de la forma opuesta, de forma similar a como una bola de nieve se hace cada vez más grande conforme rueda cuesta abajo e incorpora más nieve.

Otros aminoácidos como la alanina, poseen una forma tal que prefiere unirse a su cristal imagen especular para constituirlo, por lo que estos cristales están compuestos por formas equimoleculares de las formas L y D. Al crecer estos cristales “híbridos” cualquier exceso inicial mostraría tendencia a ser excluido por estos aminoácidos. Los requisitos de cualquiera de estos procesos constituye un modo para convertir moléculas L en D y viceversa en tanto se encuentren en la disolución.

Este proceso solo enriquece un pequeño exceso que ya exista. Tal vez un leve exceso inicial de la forma L se creó en las condiciones existentes en la nebulosa solar. Por ejemplo, según el equipo, luz ultravioleta polarizada o cualquier otro tipo de radiación procedente de estrellas cercanas podrían haber favorecido la creación de L-aminoácidos o la destrucción de las formas D.

Este ligero exceso de la forma L, podría ser incrementada en los asteroides mediante procesos como la cristalización. Según el equipo, los impactos de meteoritos y asteroides pudieron haber transportado este material a la Tierra y los L-aminoácidos podrían haber sido incorporados a las formas de vida emergentes debido a su mayor abundancia. Además, enriquecimientos similares por cristalización de L-aminoácidos podrían haber ocurrido en la Tierra en sedimentos antiguos que hubieran tenido agua discurriendo por ellos, tales como el lecho de los ríos, lagos o mares, siempre en opinión del equipo de investigación.

Estos resultados complican la búsqueda de vida extraterrestre, como por ejemplo, la hipotética vida microbiana subyacente bajo la superficie de Marte. “Puesto que parece que un proceso no biológico puede generar excesos de formas L en algunas clases de aminoácidos, no podemos recurrir a que solamente un exceso constituya por si solo una prueba de actividad biológica”, concluyó Glavin.

Fuente: TheDaily Galaxy via NASA Goddard Space Flight Center

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