Científicos de la NASA que estudian el origen de la vida reprodujeron uracilo, un componente clave de nuestro material hereditario, en su laboratorio. Ellos descubieron que una muestra de hielo con pirimidina, al ser expuesta a radiación ultravioleta bajo condiciones similares a las del espacio, produce este ingrediente esencial para la vida

La pirimidina es una molécula en forma de anillo formada por carbono y nitrógeno, y es la estructura básica del uracilo, que es parte del código genétido que se encuentra en el ácido ribonucleico (ARN). El ARN es central en la síntesis de proteínas, y desempeña además muchos otros papeles.

“Hemos demostrado por primera vez que podemos hacer uracilo en un laboratorio, un componente del ARN, sin que sea biológicamente, en las condiciones que encontramos en el espacio”, dijo Michel Nuevo, científico investigador en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California. “Estamos demostrando que estos procesos de laboratorio, en los que simulamos lo que ocurre en el espacio exterior, pueden crear un bloque básico fundamental de los organismos vivos de la Tierra”.

Michel Nuevo es el autor principal de un artículo de investigación titulado “Formation of Uracil from the Ultraviolet Photo-Irradiation of Pyrimidine in Pure Water Ices” ( «Formación de uracilo por irradiación ultravioleta de pirimidina en hielo de agua pura»), que fue publicado el 1 de octubre de 2009 en Astrobiology vol. 9 no. 7.

Los científicos del centro Ames de la NASA han estado simulando durante años los ambientes que se pueden encontrar en el espacio interestelar y en el Sistema Solar exterior. Durante este tiempo, han estudiado el tipo de compuestos ricos en carbono que se conocen como hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs), que se han hallado en meteoritos, y son los compuestos ricos en carbono más comunes que se observan en el universo. Lo normal es que los PAHs sean estructuras anilladas de seis átomos de carbono, que parecen hexágonos fusionados.

También se ha encontrado pirimidina en meteoritos, aunque los científicos aún no saben cuál sería su origen. Puede ser similar a los PAHs ricos en carbono, que se pueden producir en el estallido final de una estrella moribunda gigante roja, o podrían formarse en densas nubes de gas y polvo interestelar.

“Las moléculas tales como la pirimidina tienen átomos de nitrógeno en sus estructuras de anillo, lo que las hace algo débiles. Al ser una molécula poco estable, es más susceptible a ser destruida por la radiación en comparación con sus homólogas sin nitrógeno”, dice Scott Sandford, investigador de Ciencia Espacial en Ames. “Queríamos comprobar si la pirimidina puede sobrevivir en el espacio, y si puede sufrir reacciones que a su vez la conviertan en una especie orgánica más compleja, como el nucleobase uracilo”.

En teoría, los investigadores pensaron que si las moléculas de pirimidina podían sobrevivir lo suficiente para migrar dentro de las nubes de polvo interestelar, podrían lograr protegerse de ser destruidas por radiación. Una vez dentro de las nubes, la mayor parte de las moléculas se congelan en granos de polvo (algo muy similares a la mezcla del aliento que se condensa en una ventana fría durante el invierno).

Estas nubes son bastante densas como para hacer de pantalla a gran parte de la radiación espacial que las rodea, lo que ofrece, por lo tanto, cierta protección a las moléculas que están en su interior.

Los científicos comprobaron su hipótesis en el Laboratorio de Astroquímica de Ames. Durante el experimento, expusieron la muestra de hielo que contenía pirimidina a la radiación ultravioleta bajo las condiciones del espacio, que incluían vacío, temperaturas extremadamente bajas (aproximadamente -171 grados C), y radiación hostil.

Descubrieron que cuando la pirimidina se congelaba con el hielo de agua, es mucho menos vulnerable a la destrucción por radiación. En lugar de destruirse, muchas de las moléculas tomaron nuevas formas, tales como el componente del ARN uracilo, que se encuentra en la composición genética de todos los organismos vivos de la Tierra.

“Estamos tratando de conocer los mecanismos que forman estas moléculas en el espacio. Considerando lo que produjimos en el laboratorio, la química del hielo expuesta a radiación ultravioleta puede ser un vínculo importante entre lo que ocurre en el espacio y lo que cayó en la joven Tierra en desarrollo”, comenta Stefanie Milam, investigadora en el centro Ames de la NASA y coautora del artículo.

«Nadie comprende realmente cómo empezó la vida en la Tierra. Nuestros experimentos demuestran que una vez que la Tierra se formó, es muy probable que muchos de los bloques básicos de la vida ya estaban presentes desde un principio. Como estamos simulando condiciones astrofísicas universales, es probable que esto mismo suceda cada vez que se forma un planeta”, explicó Sandford.

Los otro miembros que ayudaron a llevar a cabo la investigación y son coautores del artículo fueron Jason Dworkin y Jamie Elsila, científicos de NASA en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

La investigación fue financiada por el Instituto de Astrobiología de la NASA (NAI) y el Programa Orígenes del Sistema Solar de la NASA NAI es una organización virtual distribuida en equipos competitivos seleccionados que integran los fondos de investigación programas de capacitación de astrobiología en colaboración con las comunidades científicas nacionales e internacionales.

Para más información acerca del laboratorio de Astroquímica de Ames en la NASA, visite: http://www.astrochemistry.org

Fuente: NASA. Aportado por Eduardo J. Carletti