Maggio 30, 2024

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Peptidi chiave per l'origine della vita?

Peptidi chiave per l'origine della vita?

Peptidi: elementi essenziali della vita

I peptidi sono composti organici essenziali per la vita e svolgono un ruolo centrale in molti processi biologici. Parte della loro importanza risiede nella loro capacità di funzionare come enzimi, molecole che catalizzano un'ampia gamma di reazioni chimiche nelle cellule viventi.

Come gli enzimi, i peptidi facilitano e accelerano specifiche reazioni chimiche, senza essere modificati o consumati nel processo. Questa capacità catalitica dei peptidi è essenziale per il metabolismo, la crescita cellulare, la riparazione dei tessuti e molti altri processi biologici vitali.

Oltre al loro ruolo di enzimi, i peptidi sono coinvolti nella regolazione di vari processi biologici come la segnalazione cellulare, la comunicazione cellula-cellula e la difesa immunitaria.

Ad esempio, alcuni ormoni e neurotrasmettitori sono peptidi che agiscono come messaggeri chimici nel corpo, trasmettendo segnali tra cellule e tessuti per regolare varie funzioni fisiologiche.

Questi composti svolgono anche un ruolo importante nella struttura e nella funzione delle proteine, che sono essenziali per la struttura cellulare, il trasporto dei nutrienti, la comunicazione cellulare e molti altri processi biologici.

Come precursori delle proteine, i peptidi partecipano alla sintesi di catene polipeptidiche che poi si ripiegano per formare strutture tridimensionali funzionali.

Peptidi nello spazio?

Tuttavia, studi recenti suggeriscono che semplici peptidi possono formarsi su particelle di polvere cosmica, che si trovano negli ambienti interstellari. Tuttavia, in precedenza si pensava che ciò non fosse possibile se il ghiaccio molecolare che ricopriva le particelle di polvere contenesse ghiaccio d’acqua, come di solito è il caso.

Recentemente, un team di ricercatori guidati dal dottor Serge Krasnokotzky, dell’Università di Jena, in collaborazione con l’Università di Poitiers, ha scoperto che la presenza di molecole d’acqua in definitiva non rappresenta un ostacolo significativo alla formazione di peptidi su questi granelli di polvere .

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Nel dettaglio, come parte del loro lavoro, gli scienziati hanno ricreato condizioni simili a quelle che si trovano nello spazio all'interno di una camera a vuoto.

Per simulare gli ambienti che si trovano nelle cosiddette nubi molecolari, hanno introdotto sostanze come ammoniaca, carbonio atomico e monossido di carbonio. Questi elementi chimici sono presenti in queste nuvole e forniscono gli ingredienti necessari per formare semplici peptidi.

Ricreando queste condizioni, i ricercatori sono stati poi in grado di studiare come questi peptidi si formano naturalmente nello spazio, il che potrebbe avere importanti implicazioni per la nostra comprensione dell’origine della vita sulla Terra e oltre.

Crediti: Manuel_adorf/istock

Sfide e scoperte: il ruolo dell'acqua

Secondo le analisi, le materie prime introdotte nell'esperimento hanno prodotto dapprima composti chiamati aminochetine. Queste aminochetine sono essenzialmente precursori chimici degli aminoacidi, che sono gli elementi costitutivi delle proteine. Quindi, quando queste aminochetine si uniscono, formano catene chiamate polipeptidi. I polipeptidi sono molecole più grandi composte da più amminoacidi disposti in una sequenza specifica.

In precedenza si pensava che le singole aminochetine si combinassero direttamente per formare peptidi, composti chimici essenziali per la vita. Tuttavia, ricerche recenti suggeriscono che le aminochetine vengono prima convertite in amminoacidi, che a loro volta si combinano per formare polipeptidi, poi peptidi, prima di dare infine origine a proteine ​​funzionali. Questo processo rappresenta un passo cruciale nella sintesi delle molecole necessarie alla vita negli ambienti cosmici simulati in laboratorio.

Tuttavia per questo passaggio, come accennato in precedenza, si pensava che la presenza di acqua potesse ostacolare il processo. Tuttavia, sappiamo che la maggior parte delle particelle di polvere interstellare sono ricoperte da ghiaccio molecolare contenente acqua. Pertanto, fino ad ora si è ipotizzato che, sebbene i peptidi si formino nello spazio, lo facciano solo in misura limitata.

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Tuttavia, le analisi spettroscopiche più precise ora possibili presso l’Università di Poitiers hanno dimostrato che l’acqua nel ghiaccio molecolare alla fine rallenta la formazione dei peptidi di circa il 50%. In altre parole, può ancora formarsi. Considerando la scala temporale su cui si verificano i processi astronomici, questo rallentamento appare del tutto insignificante.

Implicazioni cosmiche: verso una nuova prospettiva sull’origine della vita

Riproducendo le condizioni presenti nello spazio, gli scienziati sono riusciti a sintetizzare con successo composti chimici di base, come i precursori degli amminoacidi, in una camera a vuoto. Questi composti sono essenziali per la formazione delle proteine, essenziali per la vita come la conosciamo.

Questo esperimento suggerisce quindi che gli ingredienti necessari per la vita esistono nello spazio, in ambienti come le nuvole molecolari. Ciò apre la porta all’intrigante possibilità che le prime biomolecole, o almeno i loro predecessori, potrebbero essersi formate altrove nell’universo e diffondersi nello spazio, magari trasportate da meteoriti o altri corpi celesti.

Sebbene questa idea possa sembrare speculativa, solleva naturalmente domande affascinanti sulla possibilità che la vita sulla Terra possa avere origini cosmiche. Se così fosse, cambierebbe profondamente la nostra comprensione della vita e della sua ubiquità nell’universo.

fonte : Progresso della scienza