DNA de todos os organismos na Terra é uma dupla hélice com a mão direita, mas por que isso seria tem intrigado os cientistas desde que não muito tempo depois de Francis Crick e James Watson anunciaram a descoberta da estrutura de dupla hélice do DNA em 1953, é um quebra-cabeça porque ninguém tem sido capaz de pensar em uma razão fundamental pela qual DNA não poderia também ser canhoto.
Uma nova pesquisa por físicos da Universidade de Nebraska-Lincoln e publicado no 12 de setembro edição online da revista Physical Review Letters agora dá suporte a uma hipótese de longo postulou mas nunca comprovado que os elétrons em raios cósmicos - que são na sua maioria canhoto - preferencialmente destruídas precursores canhotos de DNA na Terra primordial.
A hipótese, o chamado modelo Vester-Ulbricht, foi proposto por Frederic Vester, da Universidade de Saarbrücken, na Alemanha e Tilo LV Ulbricht, da Universidade de Cambridge, na Inglaterra, em 1961, em resposta à descoberta 1957 que a maioria dos elétrons que vomitam de decaimento radioativo beta foram canhoto.
Joan M. Dreiling e Timothy J. Gay da UNL focado circularmente polarizada luz laser sobre um cristal especialmente preparado de arsenieto de gálio para produzir elétrons cujos spins foram paralelo ou anti-paralelo à direção do seu movimento quando da emissão do cristal - essencialmente raios beta artificiais. Eles, então, dirigiu esses elétrons para atacar moléculas alvo de uma substância chamada bromocanfor, que vem em duas variedades destros e canhotos.
Eles descobriram que as mais baixas energias de elétrons que eles estudaram, os elétrons canhotos preferencialmente destruídas moléculas canhotos e vice-versa. Esta sensibilidade à lateralidade molecular tem um análogo mecânico: a incapacidade de um parafuso com a mão esquerda para parafuso em uma porca com a mão direita. O experimento molecular prova o princípio subjacente à hipótese Vester-Ulbricht.
"A polarização circular da luz do laser efetivamente transferidos para o spin (lateralidade) dos elétrons emitidos pelo cristal arsenieto de gálio", disse Dreiling, assistente de pesquisa de pós-doutorado, que recebeu seu doutorado da UNL, em maio. "Nós somos capazes de reverter o spin-polarização dos elétrons apenas invertendo a polarização circular da luz."
O efeito que eles viram foi muito pequeno, disseram eles - como "procurar uma agulha em um palheiro eletrônico", disse Gay - mas eles disseram que são altamente confiantes no seu resultado. "Fizemos vários cheques diferentes com a nossa experiência e estou totalmente confiante de que a assimetria existe", disse Dreiling. "Todos os cheques saiu mostrando que essa assimetria é real."
Gay, um professor de física e astronomia, segundo o jornal na Physical Review Letters culmina um esforço de 21 anos que começou a sério quando ele veio a UNL, da Universidade de Missouri-Rolla, em 1993.
"Esta tem sido uma experiência incrivelmente difícil", disse ele. "Eu tenho chão dois estudantes graduados na poeira. Pobre Joan sobreviveu. Os outros tem seu doutorado em outras coisas e um monte de boa ciência saiu no caminho, mas Joan era inteligente o suficiente para fazer este trabalho de experiência." o que ela fez foi fazer o primeiro experimento que demonstrou a assimetria no, nível nano molecular. Essa é a parte física molecular do mesmo, que é o que está realmente interessado, mas há também este laço para as origens da vida na Terra. "
Em abril de 2008, os cientistas apresentaram evidências de que o calor do deserto, um pouco de água, e de meteoritos impactos pode ter sido o suficiente para cozinhar-se um dos primeiros pré-requisitos para a vida: O predomínio de aminoácidos "canhotos", os blocos de construção da vida neste planeta. Em um relatório na reunião nacional 235 da American Chemical Society, Ronald Breslow, Ph.D., Professor Universitário, Universidade de Columbia e ex-presidente da ACS, descreveu como a nossa assinatura aminoácido veio do espaço sideral.
Cadeias de aminoácidos formam a proteína encontrada em pessoas, plantas, e todas as outras formas de vida na Terra. Existem duas orientações de aminoácidos, esquerda e direita, que espelham um ao outro, da mesma forma suas mãos fazer. Isto é conhecido como "quiralidade". Para a vida de surgir, proteínas deve conter apenas uma forma quiral de aminoácidos, para a esquerda ou para a direita, Breslow observou.
"Se você misturar quiralidade, as propriedades de uma proteína mudar enormemente. A vida não poderia funcionar com misturas apenas aleatórios de coisas ", disse ele.
Com a exceção de algumas bactérias à base de aminoácidos destros, "L-aminoácidos" canhotos dominar na terra. O professor de química da Universidade de Columbia, disse que os aminoácidos entregues a Terra por bombardeios de meteoritos nos deixou com essas unidades de proteína canhotos.
"Estes meteoritos estavam trazendo o que chamo de" sementes de quiralidade '", afirmou Breslow. "Se você tem um universo que era apenas a imagem de espelho do que nós sabemos sobre, então, na verdade, provavelmente ela teria aminoácidos destros. É por isso que eu sou apenas metade brincando quando digo que é um cara do outro lado do universo com o coração do lado direito. "
Estes aminoácidos "sementes" formada no espaço interestelar, possivelmente em asteróides como eles se inclinou pelo espaço. No início, eles têm a mesma quantidade de aminoácidos esquerda e destros. Mas, como essas rochas sobem após as estrelas de nêutrons, os seus raios de luz desencadear a destruição selectiva de uma forma de aminoácido. As estrelas emitem luz polarizada circularmente em uma direção, seus raios são polarizados para a direita. 180 graus em outra direção, a estrela emite luz esquerda polarizado.
Todos os meteoros terrestres apanhar um excesso de um dos dois raios polarizados. Breslow disse que as experiências anteriores, confirmou que a luz polarizada circularmente destrói selectivamente uma forma quiral de ácidos aminados sobre o outro. O resultado final é um excesso de 5-10 por cento de uma forma, neste caso, os L-aminoácidos. Prova disto excesso canhoto foi encontrado nas superfícies desses meteoritos, que caiu na Terra, mesmo dentro dos últimos cem anos, o desembarque na Austrália e Tennessee.
Breslow simulada que ocorreu depois que a poeira baixou após um bombardeio de meteoros, quando os aminoácidos no meteorito misturado com a sopa primordial. Em "condições dignas de crédito pré-bióticas" - temperaturas desérticas e um pouco de água - ele expôs precursores químicos de aminoácidos para os aminoácidos encontrados em meteoritos.
Breslow e Columbia estudante de química grad Mindy Levine descobriu que estes aminoácidos cósmicos poderia transferir diretamente a sua quiralidade de aminoácidos simples encontradas em coisas vivas. Até agora, a equipe de Breslow é o primeiro a demonstrar que este tipo de transferência de lateralidade é possível nestas condições.
Na Terra pré-biótica, esta transferência deixou um ligeiro excesso de aminoácidos canhotos, disse Breslow. Seu próximo experimento replicado a química que levou à ampliação e eventual domínio de aminoácidos canhotos. Ele começou com um excesso de cinco por cento de uma forma de aminoácido em água e dissolve-lo.
Breslow descobriram que os ácidos aminados restantes e destros ataria, à medida que cristalizado a partir de água. Os esquerda-direita ligada aminoácidos deixou a solução de água evaporada, deixando para trás a quantidades crescentes de ácido amino-esquerda em solução. Eventualmente, o aminoácido em excesso tornou ubíquo como foi usado selectivamente pelos organismos vivos.
Outras teorias têm sido formuladas para explicar a dominância de L-aminoácidos. Um deles, por exemplo, sugere a luz polarizada de estrelas de nêutrons viajou todo o caminho para a Terra para "zap" aminoácidos destros diretamente. "Mas a evidência de que esses materiais estão sendo formados lá fora e trouxe para nós em meteoritos é esmagadora", disse Breslow.
Os passos depois, que levaram para a gênese da vida estão envoltas em mistério. Breslow espera brilhar mais luz sobre prebiótico Terra como ele volta sua atenção para os ácidos nucleicos, as unidades químicas de DNA e RNA seu primo mais primitivo.
"Este trabalho está relacionado com a probabilidade de que há vida em outro lugar", disse Breslow. "Tudo o que está acontecendo na Terra ocorreu porque os meteoritos aconteceu a pousar aqui. Mas eles são, obviamente, o desembarque em outros lugares. Se houver outro planeta que tem a água e todas as coisas que são necessárias para a vida, você deve ser capaz de obter o mesmo rolamento processo. "
The Daily Galaxy via Universidade de Nebraska
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