13 de noviembre de 2006

Científicos encuentran una nueva vía para la búsqueda de la vida

Imagen: M.W.Davidson /Florida State University

Un equipo interdisciplinario de investigadores, liderado por Robert Hazen, del Laboratorio Geológico de la Institución Carnegie, Estados Unidos, ha desarrollado nuevos protocolos y procedimientos para adaptar tecnología en el ADN e identificar pares de moléculas/minerales. La investigación efectuada ha identificado procesos por los cuales los minerales han promovido una transición de un mundo de geoquímica a un mundo biológico, al menos hace 4000 millones de años atrás, en la Tierra.

Durante los últimos 50 años, los investigadores han encontrado que las superficies de los minerales, han desempeñado un rol crítico en la organización o activación de moléculas que podrían ser los ingredientes esenciales de la vida, como son los aminoácidos, a partir de los que se construyen las proteínas, y los ácidos nucleicos, la estructura esencial del ADN. Pero las posibles combinaciones de biomoléculas y superficies minerales ¿serán la pieza clave de la evolución?

Ahora, un equipo interdisciplinario de investigadores, liderado por Robert Hazen, del Laboratorio Geológico de la Institución Carnegie, Estados Unidos, ha desarrollado nuevos protocolos y procedimientos para adaptar tecnología en el ADN e identificar pares de moléculas/minerales. La investigación efectuada ha identificado procesos por los cuales los minerales han promovido una transición de un mundo de geoquímica a un mundo biológico, al menos hace 4000 millones de años atrás, en la Tierra.

Los científicos no entienden, hasta la fecha, algunos pasos en el origen de la vida, principalmente cómo se formaron las moléculas orgánicas. La mayor pregunta es cómo se logro la mezcla correcta de biomoléculas críticas, cómo se seleccionaron, se concentraron y organizaron para formar la llamada "sopa primordial".

Estudios previos mostraron que muchas moléculas, incluidos los aminoácidos, pueden adherirse a superficies minerales y promover reacciones orgánicas. Estos hallazgos de las interacciones superficie/molécula, fueron el objetivo de este estudio.

Los científicos desde hace tiempo han sospechado que los materiales orgánicos fueron introducidos a la Tierra de diferentes maneras: por abundantes biomoléculas de nubes moleculares provenientes del espacio profundo, siendo que estos compuestos extraterrestres "llovieron" en la Tierra temprana. Otras síntesis moleculares fueron derivadas de la acción de los rayos y relámpagos, radiación ultravioleta en la atmósfera y el calor volcánico y reacciones química en las profundidades de los océanos. Algunos de estos elementos básicos fueron atraídos a superficies minerales donde fueron colectados, concentrados y donde se realizaron diversas reacciones.

Hazen dice: "Unos 20 aminoácidos diferentes, formaron proteínas esenciales para la vida. En un capricho de la naturaleza los aminoácidos vinieron en dos formas de imagen en "espejo" o moléculas Chiral. La vida, usó las variedades "izquierdas o zurdas" casi exclusivamente. Por una transición que ocurrió entre las eras química y biológicas, algún proceso tendió a separar y concentrar los aminoácidos diestros y zurdos. Este punto denominado "selección Charal", es crucial en la formación de las moléculas de la vida. Como los aminoácidos, algunos minerales tienen partes de superficies de cristal que tienen una relación en espejo, llamadas caras izquierda y derecha. La calcita, un mineral común, hoy, fue muy abundante en la era arcaica de la Tierra."

En 2001 Hanzen y sus colegas realizaron los primeros experimentos que mostraron que el aminoácido "zurdo o izquierdo", el acido aspártico, se adhería preferentemente a la calcita "zurda". Este estudio confirmó la teoría mediante la cual la mezcla de aminoácidos derechos y zurdos presentes en la sopa primordial, fueron concentrados y seleccionados en una superficie mineral disponible.

Para descubrir cuáles moléculas se pegan y cuáles no, a las superficies minerales, se usó la técnica de ToF-SIMS (Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry), el instrumento usado pudo detectar las moléculas orgánicas que se unían más fuertemente a las superficies minerales.

El estudio aparece en el número de Noviembre/Diciembre de la American Mineralogist.

Más información en:
http://www.carnegieinstitution.org/