La fuente de la vida: Las gotas de agua contienen el ingrediente secreto para construir la vida
Químicos descubren la clave de la química terrestre primitiva, que podría acelerar la síntesis química para el descubrimiento de fármacos
Químicos de la Universidad de Purdue han descubierto un mecanismo para que se produzcan reacciones de formación de péptidos en el agua, algo que ha desconcertado a los científicos durante décadas.
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"Se trata de la química del origen de la vida", afirma Graham Cooks, catedrático distinguido de química analítica Henry Bohn Hass de la Facultad de Ciencias de Purdue, y añade: "Es la primera vez que se demuestra que las moléculas primordiales, los aminoácidos simples, forman espontáneamente péptidos, los componentes básicos de la vida, en gotas de agua pura. Es un descubrimiento espectacular".
Esta química basada en el agua, que da lugar a las proteínas y, por tanto, a la vida en la Tierra, también podría conducir al desarrollo más rápido de medicamentos para tratar las enfermedades más debilitantes de la humanidad. El descubrimiento del equipo se ha publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Desde hace décadas, los científicos han sostenido la teoría de que la vida en la Tierra comenzó en los océanos. Sin embargo, la química seguía siendo un enigma. Los aminoácidos crudos -algo que los meteoritos entregaban diariamente a la Tierra primitiva- pueden reaccionar y unirse para formar péptidos, los componentes básicos de las proteínas y, finalmente, de la vida. Pero el proceso requiere la pérdida de una molécula de agua, lo que parece muy poco probable en un entorno húmedo, acuoso u oceánico. Para que la vida se formara, necesitaba agua. Pero también necesitaba espacio lejos del agua.
Cooks, experto en espectrometría de masas y química de la Tierra primitiva, y su equipo han descubierto la respuesta al enigma: "El agua no está mojada en todas partes". En los márgenes, donde la gota de agua se encuentra con la atmósfera, pueden producirse reacciones increíblemente rápidas que transforman los aminoácidos abióticos en los componentes básicos de la vida. Los lugares en los que el rocío del mar vuela en el aire y las olas golpean la tierra, o donde el agua dulce baja a borbotones por una ladera, fueron paisajes fértiles para la evolución potencial de la vida.
Los químicos han pasado más de 10 años utilizando espectrómetros de masas para estudiar las reacciones químicas en las gotas que contienen agua.
"La velocidad de las reacciones en las gotas es entre cien y un millón de veces más rápida que la de las mismas sustancias químicas en una solución a granel", explica Cooks.
La velocidad de estas reacciones hace innecesarios los catalizadores, lo que acelera las reacciones y, en el caso de la química de la Tierra primitiva, hace posible la evolución de la vida. Entender cómo funciona este proceso ha sido el objetivo de décadas de investigación científica. El secreto de cómo surgió la vida en la Tierra puede ayudar a los científicos a entender por qué ocurrió e informar sobre la búsqueda de vida en otros planetas, o incluso lunas.
La comprensión de cómo los aminoácidos se transforman en proteínas y, finalmente, en formas de vida, revoluciona la comprensión de los científicos sobre la síntesis química. Esa misma química podría ahora ayudar a los químicos sintéticos a acelerar las reacciones críticas para descubrir y desarrollar nuevos fármacos y tratamientos terapéuticos para las enfermedades.
"Si se pasea por un campus académico por la noche, los edificios con las luces encendidas son aquellos en los que trabajan los químicos sintéticos", explica Cooks. "Sus experimentos son tan lentos que se prolongan durante días o semanas. Esto no es necesario, y utilizando la química de gotas, hemos construido un aparato, que se está utilizando en Purdue ahora, para acelerar la síntesis de nuevos productos químicos y potenciales nuevos medicamentos."
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