SINC – MATEMÁTICAS, FÍSICA Y QUÍMICA: Astronomía y Astrofísica

Hallan en el espacio interestelar una molécula que puede ser diestra o zurda

Existen moléculas que, al igual que un par de manos humanas, pueden ser diestras (destrógiras) o zurdas (levógiras). Así lo explicaba el personaje ficticio Walter White a sus alumnos en uno de los capítulos de la serie Breaking Bad.

Las moléculas con esta propiedad, llamada quiralidad, poseen una estructura idéntica pero son opuestas y no se pueden superponer, de la misma manera que la mano derecha es la imagen especular de la izquierda.

La vida en la Tierra está formada por grupos de este tipo de moléculas. Por ejemplo, aunque los aminoácidos que componen las proteínas existen con ambas quiralidades, en los seres vivos solo se encuentran en su forma zurda; sin embargo, los azúcares y el ADN solo son diestros.

Un nuevo estudio, publicado en Science, informa de la primera detección de moléculas quirales orgánicas complejas fuera del sistema solar.

El hallazgo supone un gran paso para resolver uno de los grandes misterios de la biología molecular: cómo se llegó a que todos los seres vivos utilizaran moléculas de un solo enantiómero –como se denomina a cada una de las variantes– y despreciaran al otro.

Utilizando novedosas tecnologías de telescopio y laboratorio, los científicos han descubierto un importante par de moléculas prebióticas en el espacio interestelar.

El hallazgo indica que algunos componentes químicos básicos, esenciales en el desarrollo de la vida –las moléculas prebióticas dieron origen a las primeras células-, pudieron haberse formado en polvorientos granos de hielo flotando entre las estrellas.

Moléculas precursoras de la vida

   En el Espacio Interestalar se han encontrado moléculas de Azúcares

Hasta ahora, las hipótesis centraban la respuesta en la forma natural en la que existen las moléculas en el espacio antes de incorporarse a los asteroides y cometas que posteriormente caen en los planetas jóvenes. Sin embargo, nunca se había encontrado una molécula quiral en el espacio que demostrara esta teoría.

“Los meteoritos y cometas de nuestro sistema solar contienen moléculas quirales que son anteriores a la propia Tierra”, señala Carroll, uno de los investigadores del estudio e investigador en el Instituto Tecnológico de California, EE.UU (Caltech). “Tales cuerpos pequeños pueden ser los que empujaron a la vida a optar por la imparcialidad que vemos hoy en día”, añade.

 

La Vía Láctea y el Centro Galáctico sobre el lago Waiau en la cima del Mauna Kea. / Brett A. McGuire/P. Brandon Carroll.

Por primera vez, un equipo de investigadores ha detectado en el espacio un compuesto químico, llamado óxido de propileno (CH₃CHOCH₂),  que existe tanto de forma diestra como zurda.

“Esta es la primera molécula detectada en el espacio interestelar que tiene la propiedad de la quiralidad. Es un primer paso para entender cómo las moléculas prebióticas se crean en el universo y qué efectos pueden tener sobre los orígenes de la vida”, declara Brett McGuire, investigador en el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) en Charlottesville (Virginia, EE UU).

Concretamente, la encontraron en la zona fría y exterior de Sagitario B2 (Sgr B2), una nube de gas y polvo que supera, aproximadamente, en tres millones la masa del Sol y que está situada en el centro de la Vía Láctea.

La investigación se ha nutrido con datos del proyecto Estudio de Moléculas Interestelares Prebióticas (PRIMOS), del radiotelescopio Green Bank (GBT) y del radiotelescopio Parkes para examinar el espectro de Sgr B2 a través de una amplia gama de frecuencias de radio.

El bien o el mal

Las dos formas de una molécula quiral poseen las mismas propiedades físicas, como por ejemplo el mismo punto de ebullición y de fusión. Sin embargo, tal y como el personaje Walter White explica a sus alumnos, los enantiómeros pueden tener reacciones químicas distintas en el cuerpo humano. Lo que es bueno puede ser malo en su imagen especular.

El profesor de química pone como ejemplo el caso de la talidomida, un compuesto quiral recetado durante los años 90 para calmar las náuseas de las embarazadas. En 1960 los casos de malformaciones en los recién nacidos aumentaron debido al desconocimiento de la existencia de dos tipos de talidomida: su forma diestra que produce efecto calmante y su forma zurda que causa anomalías en el feto.

Lo mismo sucede con la metanfetamina. Su configuración destrógira es usada como droga por sus efectos psicoestimulantes, mientras que la levógira es utilizada como descongestionador nasal.

Comprender la homoquiralidad

El óxido de propileno es una molécula útil para el estudio ya que es relativamente pequeña en comparación con biomoléculas tales como los aminoácidos. A pesar de no encontrarse en los organismos vivos, su presencia en el espacio es una señal de la existencia de otras moléculas quirales.

“Si bien la técnica que utilizamos no nos dice acerca de la abundancia de cada enantiómero, esperamos que este trabajo permita futuras observaciones que nos hagan comprender mucho más acerca de las moléculas quirales, los orígenes de la homoquiralidad y de la vida en general “, comenta Brandon Carroll.

Estos resultados demuestran la existencia de una importante nueva clase de moléculas en el espacio. “Con el descubrimiento de un compuesto quiral en el espacio, por fin tenemos una manera de estudiar dónde y cómo se originan antes de pasar a formar parte de meteoritos y cometas”, explica Geoffrey Blake, profesor de cosmoquímica y ciencias planetarias en Caltech y otro de los autores del estudio.

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