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Sep 02, 2023

La ricerca getta nuova luce sullo sviluppo cosmico degli amminoacidi

Washington [US], May 29 (ANI): Scientists use computer models of biological

Washington [USA], 29 maggio (ANI): Gli scienziati utilizzano modelli computerizzati dei componenti biologici presenti nei meteoriti per aiutarli a comprendere le origini della vita sulla Terra.

Tutti gli amminoacidi biologici sulla Terra appaiono esclusivamente nella loro forma levogira, ma la ragione alla base di questa osservazione è sfuggente. Recentemente, scienziati giapponesi hanno scoperto nuovi indizi sull’origine cosmica di questa asimmetria. Basandosi sulle proprietà ottiche degli amminoacidi trovati sul meteorite Murchison, hanno condotto simulazioni basate sulla fisica, rivelando che i precursori degli amminoacidi biologici potrebbero aver determinato la chiralità degli amminoacidi durante la fase iniziale dell'evoluzione galattica.

Il meteorite Murchison è un meteorite caduto in Australia nel 1969 vicino a Murchison, Victoria. Uno dei più antichi resti conosciuti del sistema solare pre-Terra, questo meteorite ha svolto un ruolo fondamentale nel confermare la presenza di molecole di carbonio in altre parti dell'universo.

Se guardi le tue mani, noterai che sono l'immagine speculare l'una dell'altra. Tuttavia, non importa quanto duramente provi a capovolgere e ruotare una mano, non sarai mai in grado di sovrapporrla perfettamente sull'altra. Molte molecole hanno una proprietà simile chiamata "chiralità", il che significa che la versione "sinistra" (L) di una molecola non può essere sovrapposta alla sua versione speculare "destra" (D). Anche se entrambe le versioni di una molecola chirale, chiamate “enantiomeri”, hanno la stessa formula chimica, il modo in cui interagiscono con altre molecole, specialmente con altre molecole chirali, può variare enormemente.

È interessante notare che uno dei tanti misteri che circondano l’origine della vita come la conosciamo ha a che fare con la chiralità. Si scopre che gli amminoacidi biologici (AA) – gli elementi costitutivi delle proteine ​​– sulla Terra compaiono solo in una delle loro due possibili forme enantiomeriche, vale a dire la forma L. Tuttavia, se si sintetizzano artificialmente gli AA, entrambe le forme L e D vengono prodotte in quantità uguali. Ciò suggerisce che, ad un certo punto del passato, gli L-AA devono essere arrivati ​​a dominare un mondo eterochirale. Questo fenomeno è noto come "rottura della simmetria chirale".

In questo contesto, un gruppo di ricerca guidato dal professore assistente Mitsuo Shoji dell’Università di Tsukuba, in Giappone, ha condotto uno studio volto a risolvere questo mistero. Come spiegato nel loro articolo pubblicato su The Journal of Physical Chemistry Letters, il team ha cercato di trovare prove a sostegno dell’origine cosmica dell’omochiralità degli AA sulla Terra, oltre ad appianare alcune incoerenze e contraddizioni nella nostra precedente comprensione.

"L'idea che l'omochiralità potrebbe aver avuto origine nello spazio è stata suggerita dopo che gli AA furono trovati nel meteorite Murchison caduto in Australia nel 1969", spiega il dott. Shoji. Curiosamente, nei campioni ottenuti da questo meteorite, ciascuno degli enantiomeri L era più prevalente della sua controparte enantiomero D. Una spiegazione popolare per questo suggerisce che l’asimmetria sia stata indotta dalla luce ultravioletta polarizzata circolarmente (CPL) nelle regioni di formazione stellare della nostra galassia. Gli scienziati hanno verificato che questo tipo di radiazione può effettivamente indurre reazioni fotochimiche asimmetriche che, con un tempo sufficiente, favorirebbero la produzione di L-AA rispetto ai D-AA. Tuttavia, le proprietà di assorbimento dell'isovalina AA (l'isovalina è un raro amminoacido trasportato sulla terra dal meteorite Murchison) sono opposte a quelle degli altri AA, il che significa che la sola spiegazione basata sui raggi UV è insufficiente o errata.

In questo contesto, il team del dottor Shoji ha perseguito un’ipotesi alternativa. Invece della radiazione UV lontana, hanno ipotizzato che l’asimmetria chirale fosse, in effetti, indotta specificamente dalla riga di emissione CP Lyman-a (Lya), una riga spettrale dell’atomo di idrogeno che permeava la Via Lattea primordiale. Inoltre, invece di concentrarsi solo sulle fotoreazioni negli AA, i ricercatori hanno studiato la possibilità che l'asimmetria chirale abbia inizio nei precursori degli AA, vale a dire gli amminopropanali (AP) e gli amino nitrili (AN).