El ADN es sinónimo de vida, pero ¿dónde se originó? Una forma de responder a esta pregunta es tratar de recrear las condiciones en que se formaron los precursores moleculares del ADN. Estos precursores son estructuras de anillo de carbono con átomos de nitrógeno integrados, componentes claves de las nucleobases, que a su vez son los bloques de construcción de la doble hélice

Ahora, los investigadores del Laboratio Lawrence Berkeley del Departamento de Energía Nacional (Berkeley Lab) y la Universidad de Hawai en Manoa, Estados Unidos, han demostrado por primera vez que los puntos calientes cósmicos, como cerca de las estrellas, podrían ser excelentes entornos para la creación de estos anillos moleculares que contienen nitrógeno.

En un nuevo artículo en la revista Astrophysical Journal, el equipo describe el experimento en el que se recrean las condiciones alrededor de estrellas moribundas, ricas en carbono, para encontrar vías de formación de las moléculas importantes.

«Esta es la primera vez que alguien ha observado una reacción caliente como esta», dice Musahid Ahmed, científico en la División de Ciencias Químicas en Berkeley Lab. Para los átomos de carbono no es fácil formar anillos que contienen nitrógeno, dice. Pero este nuevo trabajo demuestra la posibilidad de una reacción en fase gaseosa caliente, lo que Ahmed llama una «barbacoa cósmica».

Durante décadas, los astrónomos han apuntado sus telescopios hacia el espacio en busca de firmas de estos anillos de carbono dobles nitrogenados llamados quinolina, explica Ahmed. Se han centraron sobre todo en el espacio entre las estrellas, llamado el medio interestelar. Si bien el entorno estelar se ha considerado un candidato probable para la formación de estructuras de anillo de carbono, nadie había pasado mucho tiempo buscando allí anillos de carbono que contienen nitrógeno.

Para volver a crear las condiciones cerca de una estrella, Ahmed y su colaborador desde hace mucho tiempo, Ralf Kaiser, profesor de química en la Universidad de Hawai, Manoa, y sus colegas, que incluyen a Dorian Parker en Hawai, y Oleg Kostko y Tyler Troy de Berkeley Lab, eligieron la Fuente Avanzada Luz (ELA), una instalación del Departamento de Energía con sede en Berkeley Lab.

En la ELA, los investigadores utilizaron un dispositivo llamado boquilla caliente, utilizado antes para confirmar exitosamente la formación de hollín durante la combustión. En el presente estudio, la boquilla caliente se utiliza para simular las presiones y temperaturas en los ambientes estelares de las estrellas ricas en carbono. En la boquilla caliente, los investigadores inyectaron un gas formado de una molécula de carbono que contiene nitrógeno de anillo sencillo y dos moléculas cortas de carbono-hidrógeno, llamadas acetileno.

Luego, utilizando la radiación de sincrotrón de la ALS, el equipo sondeó el gas caliente para ver qué moléculas se formaban. Encontraron que la boquilla de 700 Kelvin transforma el gas inicial en una de las moléculas en anillo que contienen nitrógeno, llamados quinolonas y isoquinolina, lo que se considera el siguiente paso en términos de complejidad.

«Hay una barrera de energía para que esta reacción se lleve a cabo, y se puede superar esa barrera cerca de una estrella o en nuestra configuración experimental», dice Ahmed. «Esto indica que podemos empezar a buscar estas moléculas alrededor de estrellas, ahora.»

Estos experimentos proporcionan pruebas convincentes de que las moléculas clave de quinolona e isoquinolina se pueden sintetizar en estos ambientes calientes y luego ser expulsados con el viento estelar al medio interestelar: el espacio entre las estrellas, dice Kaiser.

«Una vez expulsados al espacio, en las nubes moleculares frías, estas moléculas pueden, entonces, condensarse en nanopartículas interestelares frías, donde pueden ser procesadas y hechas funcionales», añade Kaiser. «Estos procesos podrían llevar a las moléculas más complejas, biorrelevantes, tales como nucleobases de crucial importancia a la formación de ADN y ARN.»

La historia anterior se basa en los materiales proporcionados por Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley.

Referencia de publicación: Dorian S. N. Parker, Ralf. I. Kaiser, Oleg Kostko, Tyler P. Troy, Musahid Ahmed, Alexander M. Mebel, Alexander G. G. M. Tielens. GAS PHASE SYNTHESIS OF (ISO)QUINOLINE AND ITS ROLE IN THE FORMATION OF NUCLEOBASES IN THE INTERSTELLAR MEDIUM. The Astrophysical Journal, 2015; 803 (2): 53 DOI: 10.1088/0004-637X/803/2/53

Fuente: ScienceDaily. Aportado por Eduardo J. Carletti

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