La asimetría de la vida puede proceder del espacio

Es probable que los procesos que tienen lugar en el espacio exterior hayan llevado a que las moléculas biológicas se encuentren exclusivamente en forma dextrógira o levógira. Esta es la conclusión que arroja unos experimentos llevados a cabo en la instalación de sincrotrón SOLEIL cerca de París, en la cual se encontró que un número de moléculas simples en regiones de formación estelar expuestas a radiación polarizada creaban aminoácidos con un desequilibrio de moléculas dextrógiras y levógiras.

Las conocidas como moléculas quirales pueden existir en dos formas, siendo una la imagen especular no superponible de una sobre la otra, incluso aunque ambas tienen la misma composición química. Si bien los experimentos de laboratorio tienden a producir cantidades iguales de las versiones dextrógiras y levógiras, muchas de las moléculas quirales encontradas en organismos vivos proceden de una de las variedades. Por ejemplo, los aminoácidos que forman las proteínas solo aparecen en la forma levógira, mientras que los azúcares del ADN sólo en la dextrógira.

Resultado de la evolución

Los científicos han debatido desde hace mucho sobre esta asimetría en los seres vivos. Algunos han defendido que un número igual de ambas versiones de la molécula quiral estaba presente en el inicio de la vida, y que sólo durante la evolución biológica tuvo lugar el desequilibrio. Esa visión se ha ido haciendo cada vez menos popular, no obstante, al darnos cuenta de que el proceso fundamentalmente importante del plegamiento de proteínas parece requerir un desequilibrio quiral, aunque el que la naturaleza haya seleccionado la quiralidad derecha o izquierda para cada molécula durante la evolución implicaría procesos extremadamente complejos.

El último trabajo, publicado en Astrophysical Journal Letters, proporciona un mayor respaldo a la visión alternativa, que la asimetría existía antes de que la vida se iniciara. Un grupo de astrofísicos, físicos y químicos de Francia liderados por Louis le Sergeant d’Hendecourt de la Universidad de París Sur, irradiaron moléculas de agua, amoniaco y metanol a bajas temperaturas usando luz polarizada circularmente en SOLEIL. La idea era recrear las condiciones encontradas en las regiones de formación estelar, donde se ha observado luz parcialmente polarizada de forma circular, para poner a prueba la hipótesis de que esta polarización podría inducir un desequilibrio en la creación de las versiones dextrógira y levógira de ciertos aminoácidos. Otros investigadores han demostrado previamente de forma experimental que las moléculas orgánicas quirales pueden crearse en condiciones espaciales, y que la materia orgánica podría, por tanto, tener sus orígenes en el espacio, pero no podría inducir ninguna asimetría debido a que carecen de una fuente adecuada de radiación.

D’Hendecourt y sus colegas encontraron lo que estaban buscando. La irradiación de material similar a la interestelar creaba un residuo orgánico que contenía una notable asimetría en el aminoácido quiral alanina. Específicamente, encontraron una reducción del 1,3%, o un incremento del 0,7% en la cantidad de alanina levógira, dependiendo de la orientación de la polarización de la luz (con una menor magnitud en el segundo caso, dicen, quedando explicada por una menor concentración de fotones que llegan a la muestra). Usando luz polarizada linealmente no hallaron ninguna asimetría notable.

Invocando la quiralidad

Los investigadores, por tanto, concluyeron que es posible crear “moléculas asimétricas de la vida” en condiciones espaciales a partir de una mezcla que inicialmente no contiene ninguna sustancia quiral. El miembro del equipo Laurent Nahon, que trabaja en SOLEIL, señala que la cifra de 1,3% es del mismo orden de magnitud que la fracción de aminoácidos descubiertos en los meteoritos primitivos, por lo que da más peso a la idea de que la asimetría quiral se originó en el espacio.

Nahon dice que anteriores experimentos de laboratorio han demostrado cómo un ligero desequilibrio puede llevar a una asimetría del 100% en una sustancia quiral, pero dicen que es demasiado pronto para establecer con exactitud el mecanismo que crea el desequilibrio. No está claro, señala, si la radiación polarizada crea más de un tipo de quiralidad que otro, o si crea igual cantidad de ambas y destruye una de ellas con más facilidad, pero añade que su grupo está llevando a cabo experimentos adicionales para estudiar y resolver esto.

Laurence Barron, químico en la Universidad de Glasgow, cree que D’Hendecourt y sus colaboradores han llevado a cabo un experimento “interesantísimo”, pero señala que la luz circularmente polarizada no es el único mecanismo que se ha propuesto para explicar la asimetría de la materia viva. Es más, señala, hay un número de candidatos, incluyendo el efecto combinado de la luz no polarizada y un campo magnético estático, los electrones de espín polarizado a partir del decaimiento beta e incluso la violación de carga-paridad. ” Si este último trabajo tiene algo que ver con el origen de la quiralidad biológica es algo que no está claro”, comenta. “Pero ciertamente merece incluirse en futuros debates sobre el problema”.

Artículo traducido y posteado en Ciencia Kanija, el original se publicó en Physicsworld, su autor es Edwin Cartlidge.