Texto original: Ruth Marlaire, NASA Ames Reproduces the Building Blocks of Life in Laboratory, www.nasa.gov, March 3, 2015 - Trad. cast. de Andrés Salvador
NASA Ames Reproduce los Ladrillos de la Vida en el Laboratorio
Ruth Marlaire
Ames Research Center, Moffett Field, Calif.
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| De izquierda a derecha: los científicos de Ames Michel Nuevo, Christopher Materese y Scott Sandford reproducen uracilo, citosina y timina, tres componentes claves de nuestro material hereditario, en el laboratorio. Crédito de la imagen: NASA / Dominic Hart - Crédito: NASA |
Científicos de la NASA que estudian el origen de la vida han reproducido uracilo, citosina y timina, tres componentes clave de nuestro material hereditario, en el laboratorio. Descubrieron que una muestra de hielo conteniendo pirimidina expuesta a la radiación ultravioleta en condiciones semejantes al espacio produce estos ingredientes esenciales de la vida.
La pirimidina es una molécula en forma de anillo hecha de carbono y nitrógeno, y es la estructura central para el uracilo, citosina y timina, que son los tres parte de un código genético que se encuentra en los ácidos ribonucleico (ARN) y desoxirribonucleico (ADN). El ARN y ADN son fundamentales para la síntesis de proteínas, pero también tienen muchos otros roles.
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Una muestra de hielo se mantiene a aproximadamente -440 grados Fahrenheit
en una cámara de vacío, donde se irradia con fotones UV de alta energía de una
lámpara de hidrógeno. Los fotones que bombardean romper enlaces químicos en
las muestras de hielo y resultan en la formación de nuevos compuestos, tales
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Una muestra de hielo se deposita en un sustrato frio (aproximadamente -440 grados Fahrenheit) en una cámara, donde es irradiada con fotones ultravioleta (UV) de alta energía de una lámpara de hidrógeno. El bombardeo de fotones rompe enlaces químicos en los hielos y descompone [=break down] las moléculas de hielo en fragmentos que luego se recombinan para formar nuevos compuestos, tales como uracilo, citosina y timina.
Los científicos de NASA Ames han estado simulando los ambientes encontrados en el espacio interestelar y el Sistema Solar exterior por años. Durante este tiempo, han estudiado una clase de compuestos ricos en carbono, llamados hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) [=polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs)], que han sido identificados en meteoritos, y que son el más común compuesto rico en carbono observado en el universo. Los PAHs típicamente son estructuras basadas en varios anillos de seis carbonos que se asemejan a hexágonos fusionados, o un trozo de alambre de gallinero [=chicken wire].
La molécula pirimidina es encontrada en los meteoritos, aunque los científicos aún no saben su origen. Puede ser similar a los ricos en carbono PAHs, en que puede ser producida en los arrebatos finales de moribundas, estrellas rojas gigantes, o formada en densas nubes de gas y polvo interestelar.
"Moléculas como la pirimidina tienen átomos de nitrógeno en sus estructuras de anillo, lo que las hace un poco débiles. Como una molécula menos estable, es más susceptible a la destrucción por radiación, comparadas con sus contrapartes que no tienen nitrógeno," dijo Scott Sandford, un investigador en ciencias del espacio en Ames. "Queríamos probar si la pirimidina puede sobrevivir en el espacio, y si puede sufrir reacciones que la convierten en más complicadas especies orgánicas, como los nucleobases uracilo, citosina y timina."
En teoría, los investigadores piensan que si las moléculas de pirimidina pueden sobrevivir el tiempo suficiente para migrar adentro de nubes de polvo interestelar, ellas podrían ser capaces de protegerse de la radiación destructiva. Una vez en las nubes, la mayoría de las moléculas se congelan en granos de polvo (al igual que la humedad en su aliento se condensa en una ventana fría durante el invierno).
Estas nubes son lo suficientemente densas para filtrar gran parte de la radiación del espacio exterior circundante, proporcionando de ese modo alguna protección a las moléculas dentro de las nubes.
Los científicos probaron su hipótesis en el Ames Astrochemistry Laboratory. Durante su experimento, expusieron la muestra hielo conteniendo pirimidina a la radiación ultravioleta en condiciones semejantes al espacio, incluyendo un vacío muy alto, temperaturas extremadamente bajas (aproximadamente -440 grados Fahrenheit), y radiación dura.
Encontraron que cuando la pirimidina se congela en hielo en su mayoría consistente en agua, pero también amoníaco, metanol o metano, es mucho menos vulnerables a la destrucción por radiación de lo que sería si estuviera en la fase de gas en el espacio abierto. En lugar de ser destruidas, muchas de las moléculas tomaron nuevas formas, como los componentes el ARN / ADN uracilo, citosina y timina, que se encuentran en la composición genética de todos los organismos vivos en la Tierra.
"Estamos tratando de abordar los mecanismos en el espacio que están formando estas moléculas. Considerando lo que hemos producido en el laboratorio, la química del hielo expuesto a la radiación ultravioleta puede ser un importante de paso de unión entre lo que sucede en el espacio y lo que cayó a la Tierra temprano en su desarrollo", dijo Christopher Materese, otro investigador de NASA Ames que ha estado trabajando en estos experimentos.
"Nadie entiende realmente cómo comenzó la vida en la Tierra. Nuestros experimentos sugieren que una vez que la Tierra se formó, muchos de los bloques de construccion de la vida estaban probablemente presentes desde el principio. Desde que estamos simulando condiciones astrofísicas universales, la mismo es probable dondequiera los planetas se formen", dice Sandford.
Otros miembros del equipo que ayudaron a realizar algunas de las investigaciones son Jason Dworkin, Jamie Elsila, y Stefanie Milam, tres científicos de la NASA en el NASA's Goddard Space Flight Center en Greenbelt, Maryland.
La investigación fue financiada por el NASA Astrobiology Institute (NAI) y NASA Origins of Solar Systems Program. El NAI es una organización virtual, distribuida de equipos competitivos selectos que integran y financia programas de investigación y entrenamiento en astrobiología en concierto con las comunidades científicas nacionales e internacionales.
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| La pirimidina es una molécula en forma de anillo formado por carbono y nitrógeno, y es la estructura central para el uracilo, citosina y timina, que se encuentran en el ARN
y el ADN. Crédito de la imagen: NASA - Crédito: NASA
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Estas nubes son lo suficientemente densas para filtrar gran parte de la radiación del espacio exterior circundante, proporcionando de ese modo alguna protección a las moléculas dentro de las nubes.
Los científicos probaron su hipótesis en el Ames Astrochemistry Laboratory. Durante su experimento, expusieron la muestra hielo conteniendo pirimidina a la radiación ultravioleta en condiciones semejantes al espacio, incluyendo un vacío muy alto, temperaturas extremadamente bajas (aproximadamente -440 grados Fahrenheit), y radiación dura.
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| La molécula de pirimidina en forma de anillo se encuentra en
citosina y timina. Crédito de la imagen: NASA - Crédito: NASA
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"Estamos tratando de abordar los mecanismos en el espacio que están formando estas moléculas. Considerando lo que hemos producido en el laboratorio, la química del hielo expuesto a la radiación ultravioleta puede ser un importante de paso de unión entre lo que sucede en el espacio y lo que cayó a la Tierra temprano en su desarrollo", dijo Christopher Materese, otro investigador de NASA Ames que ha estado trabajando en estos experimentos.
"Nadie entiende realmente cómo comenzó la vida en la Tierra. Nuestros experimentos sugieren que una vez que la Tierra se formó, muchos de los bloques de construccion de la vida estaban probablemente presentes desde el principio. Desde que estamos simulando condiciones astrofísicas universales, la mismo es probable dondequiera los planetas se formen", dice Sandford.
Otros miembros del equipo que ayudaron a realizar algunas de las investigaciones son Jason Dworkin, Jamie Elsila, y Stefanie Milam, tres científicos de la NASA en el NASA's Goddard Space Flight Center en Greenbelt, Maryland.
La investigación fue financiada por el NASA Astrobiology Institute (NAI) y NASA Origins of Solar Systems Program. El NAI es una organización virtual, distribuida de equipos competitivos selectos que integran y financia programas de investigación y entrenamiento en astrobiología en concierto con las comunidades científicas nacionales e internacionales.
Nota Traducción castellana de Andrés Salvador (sujeta a revisión). Las notas entre corchetes son del traductor.
Fuente Ruth Marlaire, NASA Ames Reproduces the Building Blocks of Life in Laboratory, www.nasa.gov, March 3, 2015 - Trad. cast. de Andrés Salvador