21 de Febrero de 2022
Astroquímica

Hallan un mecanismo para la formación de péptidos en el espacio

Logran crear cadenas de aminoácidos básicas para la vida mediante una reacción química que podría producirse en el espacio interestelar.

Ilustración de una cadena de aminoácidos. Un grupo de investigadores ha logrado sintetizar una serie de péptidos recreando en el laboratorio las condiciones a las que se encuentra el polvo interestelar. [Christoph Burgstedt/iStock]

Un equipo de científicos ha descubierto que los péptidos, cadenas cortas de aminoácidos (las moléculas que forman las proteínas), podrían generarse en el espacio a partir de una reacción química inusual. Los péptidos son compuestos relativamente complejos que actúan como precursores de biomoléculas de mayor tamaño. Y un estudio reciente publicado en Nature Astronomy muestra cómo podrían formarse en la superficie de los granos de polvo cósmico, a temperaturas extremadamente bajas.

Los investigadores dirigidos por Serge Krasnokutski, del Instituto Max Planck de Astronomía, explican que los átomos de carbono pueden actuar como «pegamento molecular» entre el monóxido de carbono y el amoníaco, dos de las moléculas más abundantes en las nubes moleculares interestelares. Eso produce aminocetena, un compuesto que solo se diferencia de la glicina (un aminoácido) en que le falta una molécula de agua. En sus experimentos, los investigadores lograron sintetizar directamente péptidos simples formados por varias moléculas de glicina a partir de la aminocetena.

La nueva reacción resolvería un difícil problema: el de la unión de aminoácidos para formar péptidos en el espacio. Y es que, para enlazarse, los aminoácidos deben desprenderse de una molécula de agua, lo cual requiere una energía que no proporcionan las bajas temperaturas cósmicas.

Ese escollo se superaría si el precursor, en este caso la aminocetena, ni siquiera cuenta con esa molécula de agua. A partir de cálculos de química cuántica, el grupo de trabajo demostró cómo puede formarse aminocetena en la superficie de los granos de polvo interestelar sin ningún aporte energético, mediante una reacción en dos pasos. En primer lugar, un átomo de carbono aislado reacciona con amoníaco para formar el reactivo intermedio H2NCH, que a continuación se combina espontáneamente con el monóxido de carbono para dar aminocetena, H2NCH=CO.

En una serie de experimentos, el equipo de Krasnokutski depositó los tres reactivos (CO, C y NH3) en una superficie enfriada a diez grados por encima del cero absoluto, recreando así las condiciones en las que se encuentra un grano de polvo interestelar. Empleando un espectrógrafo de infrarrojos, que identifica las moléculas a partir de la luz que absorben, demostraron que en esas condiciones se formaba aminocetena.

Sin embargo, las temperaturas seguían siendo demasiado bajas para que esas moléculas se combinaran y formasen péptidos. El dispositivo solo registró las señales características de los péptidos cuando los investigadores calentaron lentamente la muestra hasta 110 kelvin. En el espacio, ese calor podría proceder, por ejemplo, de una estrella incipiente cercana.

La nueva reacción amplía la lista de mecanismos conocidos capaces de generar en el espacio moléculas complejas que sirven de base para la vida. El estudio también demuestra que los componentes esenciales de la vida podrían abundar en los granos de polvo interestelar, y que la producción de péptidos no requiere que se formen anteriormente aminoácidos.

El trabajo también se suma a un creciente conjunto de indicios que sugieren que la deshidratación no es el principal obstáculo para la formación de biomoléculas a partir de precursores más pequeños, tal y como se ha pensado durante mucho tiempo. También ha habido diversas hipótesis sobre cómo podrían surgir los ácidos nucleicos, los componentes básicos del material genético, sin necesidad de la eliminación previa de moléculas de agua.

No obstante, el estudio no arroja luz sobre otra cuestión pendiente relativa a la quiralidad de los aminoácidos y las proteínas. Y es que la glicina no presenta dos isómeros especulares.

Lars Fischer

Referencia: «A pathway to peptides in space through the condensation of atomic carbon», Serge A. Krasnokutski et al. en Nature Astronomy, 10 de febrero de 2022.

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