En la búsqueda por comprender cómo surgió la quiralidad única, los investigadores han centrado durante mucho tiempo en la ruptura de simetría y el enriquecimiento enantio de las moléculas que componen los polímeros genéticos ARN y ADN, así como los péptidos. Lograr una quiralidad única en las moléculas biológicas es crucial para el funcionamiento de los organismos vivos. Sin embargo, el proceso de cómo surgió la quiralidad única sigue siendo una tarea desafiante.
Un obstáculo particular en este proceso es el fenómeno conocido como el problema del syn original, que ocurre cuando los bloques de construcción de los polímeros biológicos están parcialmente enriquecidos enantiómicamente. Esto puede llevar a un estancamiento en el crecimiento de la cadena, planteando un desafío para el desarrollo de moléculas biológicas homocirales.
En un estudio revolucionario centrado en una ruta prebióticamente plausible hacia péptidos proteinogénicos, los investigadores hicieron un descubrimiento fascinante. Encontraron que la reacción involucrada en la formación de estos péptidos en realidad favorecía la ligadura heteroquiral: la unión de monómeros L con monómeros D. Aunque esto puede parecer inicialmente contrario a la intuición y problemático para la emergencia de los L-péptidos homocirales, los investigadores descubrieron un giro sorprendente.
A pesar de la preferencia por la ligadura heteroquiral, los investigadores demostraron que esto proporciona un camino para el enriquecimiento enantiomérico en cadenas homocirales. A través de procesos como la ruptura de simetría, la amplificación quiral y la transferencia de quiralidad, los desequilibrios enantioméricos pueden conducir al desarrollo de polímeros biológicos homocirales.
Los investigadores encontraron que incluso en mezclas complejas donde solo una molécula exhibe un desequilibrio en las concentraciones de enantiómeros, ocurren procesos de ruptura de simetría y amplificación quiral. Este entorno no racémico permite la purificación química y la amplificación quiral mejorada necesaria para la emergencia de homocirialidad en las moléculas biológicas.
Datos experimentales y modelado cinético respaldaron este mecanismo plausible prebiótico para el desarrollo de polímeros biológicos homocirales. Los hallazgos, publicados en Nature, ofrecen una nueva perspectiva sobre los orígenes de la quiralidad única en las moléculas biológicas y cómo pudo haber surgido en condiciones prebióticas.
Mientras los investigadores continúan explorando los misterios de la quiralidad y la ruptura de simetría en las reacciones de ligadura prebiótica, estos hallazgos brindan valiosas ideas sobre los complejos procesos que pueden haber llevado a la evolución de la homocirialidad en los organismos vivos. El estudio representa un avance significativo en nuestra comprensión de los procesos fundamentales que subyacen a la emerg
