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Sep 02, 2023

Pesquisa lança nova luz sobre o desenvolvimento cósmico de aminoácidos

Washington [EUA], 29 de maio (ANI): Cientistas usam modelos de computador de biologia

Washington [EUA], 29 de maio (ANI): Os cientistas usam modelos de computador de componentes biológicos encontrados em meteoritos para ajudá-los a entender as origens da vida na Terra.

Todos os aminoácidos biológicos na Terra aparecem exclusivamente em sua forma canhota, mas a razão subjacente a essa observação é indescritível. Recentemente, cientistas do Japão descobriram novas pistas sobre a origem cósmica dessa assimetria. Com base nas propriedades ópticas dos aminoácidos encontrados no meteorito Murchison, eles realizaram simulações baseadas na física, revelando que os precursores dos aminoácidos biológicos podem ter determinado a quiralidade dos aminoácidos durante a fase inicial da evolução galáctica.

O meteorito Murchison é um meteorito que caiu na Austrália em 1969 perto de Murchison, Victoria. Um dos mais antigos remanescentes conhecidos do sistema solar pré-Terra, este meteorito desempenhou um papel fundamental na confirmação da presença de moléculas de carbono em outras partes do universo.

Se você olhar para suas mãos, notará que elas são imagens espelhadas uma da outra. No entanto, não importa o quanto você tente virar e girar uma mão, você nunca será capaz de sobrepô-la perfeitamente sobre a outra. Muitas moléculas têm uma propriedade semelhante chamada "quiralidade", o que significa que a versão "canhota" (L) de uma molécula não pode ser sobreposta à sua versão "direita" (D) da imagem espelhada. Embora ambas as versões de uma molécula quiral, chamadas "enantiômeros", tenham a mesma fórmula química, a maneira como elas interagem com outras moléculas, especialmente com outras moléculas quirais, pode variar imensamente.

Curiosamente, um dos muitos mistérios que cercam a origem da vida como a conhecemos tem a ver com a quiralidade. Acontece que os aminoácidos biológicos (AAs) – os blocos de construção das proteínas – na Terra aparecem apenas em uma de suas duas formas enantioméricas possíveis, ou seja, a forma L. No entanto, se você sintetizar AAs artificialmente, as formas L e D são produzidas em quantidades iguais. Isso sugere que, em algum momento no passado, os L-AAs devem ter dominado um mundo heteroquiral. Esse fenômeno é conhecido como "quebra de simetria quiral".

Diante desse cenário, uma equipe de pesquisa liderada pelo professor assistente Mitsuo Shoji, da Universidade de Tsukuba, no Japão, conduziu um estudo com o objetivo de resolver esse mistério. Conforme explicado em seu artigo publicado no The Journal of Physical Chemistry Letters, a equipe procurou encontrar evidências que apoiassem a origem cósmica da homoquiralidade dos AAs na Terra, bem como eliminar algumas inconsistências e contradições em nosso entendimento anterior.

"A ideia de que a homoquiralidade pode ter se originado no espaço foi sugerida depois que AAs foram encontrados no meteorito Murchison que caiu na Austrália em 1969", explica o Dr. Shoji. Curiosamente, nas amostras obtidas deste meteorito, cada um dos L-enantiômeros foi mais prevalente do que sua contraparte D-enantiômero. Uma explicação popular para isso sugere que a assimetria foi induzida pela luz ultravioleta polarizada circularmente (CPL) nas regiões de formação estelar de nossa galáxia. Os cientistas verificaram que esse tipo de radiação pode, de fato, induzir reações fotoquímicas assimétricas que, com tempo suficiente, favoreceriam a produção de L-AAs em detrimento de D-AAs. No entanto, as propriedades de absorção da isovalina AA (isovalina é um aminoácido raro transportado para a Terra pelo meteorito Murchison) são opostas às dos outros AAs, o que significa que a explicação baseada em UV sozinha é insuficiente ou incorreta.

Diante desse cenário, a equipe do Dr. Shoji buscou uma hipótese alternativa. Em vez da radiação UV distante, eles levantaram a hipótese de que a assimetria quiral foi, de fato, induzida especificamente pela linha de emissão CP Lyman-a (Lya), uma linha espectral de átomo de hidrogênio que permeou a Via Láctea primitiva. Além disso, em vez de focar apenas nas fotorreações em AAs, os pesquisadores investigaram a possibilidade de a assimetria quiral começar nos precursores dos AAs, ou seja, aminopropanais (APs) e aminonitrilas (ANs).