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Experimentos de simulación en laboratorio y en órbita terrestre

Artículo original de André Brack, exobiólogo.


Autor de la traducción: Xavier Civit


Cerca de ciento diez moléculas diferentes han sido identificadas hasta hoy en las densas nubes de gas y polvo del medio interestelar.





De estas moléculas, ochenta y tres contienen carbono, entre las que se encuentran el ácido cianhídrico HCN, el amoníaco NH3 y el formaldehído H2CO. Moléculas precursoras que generalmente conducen a los aminoácidos. Para verificar que la síntesis de aminoácidos en las condiciones del medio interestelar es posible, una mezcla de hielo de agua, amoníaco, metanol, monóxido y dióxido de carbono ha sido irradiada en el Laboratorio de Astrofísica de Leyde en Holanda, en condiciones que imitan a las del medio interestelar (vacío impulsado de 10-7 mbar, y temperatura de -261°C).





Una vez devueltas a la temperatura ambiente, las muestras han sido analizadas en el Centro de Biofísica Molecular del CNRS (Centro Nacional de Investigación Científica) en Orleans. Identificamos a dieciseis aminoácidos de los que seis (glicina, alanina, valina, prolina, serina, ácido aspártico) forman parte de veinte aminoácidos proteicos. Para comprender el origen del exceso enantiomérico de ciertos aminoácidos encontrado en ciertos meteoritos carbonados, delgadas películas de D, L-leucina han sido expuestas a la radiación del sincrotrón polarizado del LURE en Orsay. Un exceso del 2,6 % de D-leucina ha sido medido en la muestra, después de una fotodescomposición del 70%.

Sabemos que los meteoritos, cuya masa es superior a cien gramos, pueden transportar a los aminoácidos. Sin embargo, la aportación en meteoritos (en la actualidad del orden de cien toneladas al año) es muy minoritaria con relación a la de los micrometeoritos. Experimentos espaciales han sido llevados a la órbita terrestre para verificar a partir de que tamaño un micrometeorito se convierte en un posible transportador de aminoácidos. En el experimento BIOPAN-1, seis aminoácidos L presentes en el meteorito de Murchison han sido expuestos a las condiciones del espacio durante quince días en junio de 1994 a bordo de la cápsula automática rusa FOTON-8.





Han estado expuestos sin protección y también envueltos en arcilla (la montmorillonita). Después de la recuperación, los aminoácidos han sido analizados con la ayuda de una técnica que permite medir el índice de descomposición de los aminoácidos pero también el índice de racemización, es decir la proporción de forma izquierda que eventualmente ha sido transformada en forma derecha en el transcurso de la exposición. Los análisis efectuados después del vuelo revelan nítidas diferencias de comportamiento que se traducen particularmente por un déficit significativo de los aminoácidos ácidos (ácido glutámico -glutamato- y ácido aspártico) en las muestras expuestas a la radiación solar. Se ha comprobado que no existe déficit cuando las muestras están asociadas con las arcillas.

No se observó ninguna racemización. El segundo vuelo de diez días en 1997 confirmó los resultados del primer vuelo y permitió demostrar que por debajo de 5 µm, la arcilla no ofrecía protección total contra la radiación solar.

Un tercer vuelo se desarrolló en 1999 a bordo de la estación MIR.





Para esa misión, se utilizaron distintas protecciones minerales, con diferentes espesores: arcilla, polvo de basalto y polvo de meteorito.

Después de tres meses en órbita terrestre, los aminoácidos han sido destruidos en un 50 % en ausencia de protección mineral. A igual espesor, fue el polvo de meteorito el que presentó el mejor poder de protección. El polvo meteorítico protege eficazmente a partir de un espesor de 5 µm. En otros términos, todo micrometeorito de tamaño superior a 5 µm representa un posible transportador de aminoácidos en el espacio.



Para saber más:

El ácido aspártico, (símbolos Asp y D) es uno de los veinte aminoácidos con los que las células forman las proteínas. En el ARN se encuentra codificado como GAU o GAC. Presenta un grupo carboxilo (-COOH) en el extremo de la cadena lateral. Su fórmula química es HO₂CCH(NH₂)CH₂CO₂H. A pH fisiológico, tiene una carga negativa (es ácido), por lo que también se denomina aspartato. Pertenece al grupo de aminoácidos con cadenas laterales polares cargadas. Puede ser sintetizado por el organismo humano.

El ácido glutámico (también conocido como glutamato, por su sal sódica, abreviado Glu o E) es uno de los 20 aminoácidos que forman parte de las proteínas. Glu es crítico para la función celular y no es nutriente esencial porque en el hombre puede sintetizarse a partir de otros compuestos. Pertenece al grupo de los llamados aminoácidos ácidos, o con carga negativa a pH fisiológico, debido a su segundo grupo carboxílico en su cadena secundaria.

Es el neurotransmisor excitatorio por excelencia de la corteza cerebral humana. Su papel como neurotransmisor está mediado por la estimulación de receptores ionotrópicos (canales iónicos) y receptores metabolotrópicos (de siete dominios transmembrana y acoplados a proteínas G) de ácido glutámico.

Desempeña un papel central en relación con los procesos de transaminación y en la síntesis de distintos aminoácidos que necesitan la formación previa de este ácido, como es el caso de la prolina, hidroxiprolina, ornitina y arginina. Se acumula en proporciones considerables en el cerebro (100-150 mg / 100 g de tejido fresco).


Próximo capítulo:

- ¿Primitivos autómatas celulares?.


Capítulos ya publicados de la misma serie:

- La exobiología: del origen de la vida a la vida en el Universo (I)

- La exobiología: del origen de la vida a la vida en el Universo (II): Las diferentes fuentes de moléculas orgánicas, un origen terrestre

- La exobiología: del origen de la vida a la vida en el Universo (III): Las diferentes fuentes de moléculas orgánicas, las moléculas orgánicas extraterrestres

- La exobiología: del origen de la vida a la vida en el Universo (V): ¿Primitivos autómatas celulares?

- La exobiología: del origen de la vida a la vida en el Universo (VI): ¿Una vida primitiva más simple que la célula?

- La exobiología: del origen de la vida a la vida en el Universo (VII): La búsqueda de autómatas fósiles



Crédito de las imágenes: NASA, Futura-Sciences.


Traducido y editado por el equipo de Astroseti.
Colaboradores:
- Marisa Raich
- Xavier Civit



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