Molecole prebiotiche in grani ghiacciati di polvere cosmica

Origin of life

La catena della vita, il DNA, che si trova in tutte le cellule viventi. Crediti: NASA/Seti Institute.

Utilizzando una nuova tecnologia in laboratorio e al telescopio alcuni ricercatori del National Radio Astronomy Observatory (NRAO) hanno scoperto una coppia importante di molecole prebiotiche nello spazio interstellare. La scoperta indica che alcune sostanze chimiche di base, che rappresentano i passaggi fondamentali per il cammino della vita, possano essersi formati sui grani ghiacciati di polvere che fluttuano tra le stelle.

Grazie al Green Bank Telescope (GBT) del National Science Foundation in West Virginia è stato possibile studiare una gigantesca nube di gas circa 25 000 anni luce di distanza dalla Terra, vicino al centro della nostra Galassia. Le sostanze chimiche che sono state trovate in tale nube comprendono una molecola pensata essere il precursore di un componente chiave del DNA e un’altra che può avere un ruolo nella formazione dell’aminoacido alanina.
Una di queste nuove molecole, chiamata cianometanimina (cyanomethanimine), rappresenta una fase del processo che produce l’adenina, una delle quattro basi azotate, e che costituiscono i gradini nella scala del DNA. L’altra molecola, chiamata etanamina (ethanamine) si ipotizza possa entrare nella formazione dell’alanina, uno dei venti aminoacidi del codice genetico.

“Trovare queste molecole in una nube di gas interstellare comporta che i mattoni fondamentali nella formazione del DNA e degli aminoacidi possano venir senimati in pianeti di recente formazione con i precursori chimici per la vita” ha affermato Anthony Remijan del National Radio Astronomy Observatory (NRAO).

E-cyanomethanimine.smallLa struttura della cyanomethanimine, recentemente scoperta nello spazio interstellare. In blu l’azoto, in grigio il carbonio, in bianco l’idrogeno. Crediti: NRAO/AUI/NSF

In ogni caso, le molecole interstellari appena scoperte sono dei processi intermedi in processi chimici più complessi che portano successivamente alla molecola biologica finale. I dettagli di questi processi rimangono poco chiari ma le scoperte danno permettono di ipotizzare una nuova idea su come avvengono tali processi.
In precedenza, i ricercatori pensavano che  tali processi avessero luogo nel gas estremamente tenue presente tra le stelle. Le nuove scoperte suggeriscono che le sequenze della formazione chimica per tali molecole siano avvenute non nel gas ma sulle superfici di grani di ghiaccio nello spazio interstellare.

“Abbiamo bisogno di ulteriori esperimenti per meglio comprendere come queste reazioni lavorino, ma potrebbe essere che alcuni dei primi passi fondamentali verso i prodotti chimici biologici si verifichino in minuscoli grani di ghiaccio” ha detto Remijan.

Le scoperte sono state possibili dalle nuove tecnologie che velocizzano il processo di identificazione delle “impronte digitali” di sostanze chimiche cosmiche. Ogni molecola ha un insieme specifico di stati di rotazione che può assumere. Quando si cambia da uno stato ad un altro, o viene emessa una determinata quantità di energia oppure viene assorbita, spesso come onde radio a ben precise frequenze che possono essere osservate con il GBT.

Nuove tecniche di laboratorio hanno permesso all’astrochimica di misurare i modelli caratteristici di tali frequenze radio per le molecole specifiche. Queste informazioni si accordano molto bene con i dati ricevuti dal telescopio. I ricercatori presso i laboratori dell’Università della Virginia e dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics hanno misurato l’emissione radio dalla cyanomethanimine e dall’ethanamine e i modelli di frequenza di tali molecole sono stati poi abbinati ai dati disponibili e pubblicati ottenuti da un sondaggio fatto con la GBT nel periodo 2008-2011.

Un gruppo di studenti universitari, che hanno partecipato ad un programma speciale di ricerca estiva presso l’Università della Virginia, hanno sviluppato alcuni degli esperimenti che hanno condotto alla scoperta della cyanomethanimine. Gli studenti hanno lavorato sotto la tutela dei Professori Brooks Pate, Ed Murphy e di Remijan. Il programma, finanziato dalla National Science Foundation ha portato gli studenti da quattro università per esperimenti di ricerca estiva sia nel laboratorio di astrochimica di Pate che con i dati di GBT.

Fonte National Radio Astronomy Observatory: Discoveries Suggest Icy Cosmic Start for Amino Acids and DNA Ingredients – http://www.nrao.edu/pr/2013/newchem/

Sabrina

~ di Sabrina su 6 marzo 2013.

2 Risposte to “Molecole prebiotiche in grani ghiacciati di polvere cosmica”

  1. L’ha ribloggato su Sito di Antonio Pechiar.

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