Descubren científico la clave de la abiogénesis: la reacción química de la urea

Descubren científico la clave de la abiogénesis: la reacción química de la urea

Un avance científico revolucionario

Científicos de la ETH Zurich y la Universidad de Ginebra han logrado un avance revolucionario en el campo de la química al desarrollar una nueva técnica que les permite observar reacciones químicas en líquidos con una resolución temporal extremadamente alta. Esta innovación les ha permitido rastrear cómo las moléculas cambian en cuestión de femtosegundos, es decir, en unos pocos cuatrillones de segundos. Este logro se basa en investigaciones anteriores del mismo equipo, liderado por el profesor Hans Jakob Wörner, quien ya había obtenido resultados similares para reacciones que ocurren en ambientes gaseosos.

La importancia de la urea en el origen de la vida

Utilizando este nuevo método, los investigadores han obtenido información valiosa sobre los procesos que llevaron al surgimiento de la vida en la Tierra. Muchos científicos asumen que la urea jugó un papel fundamental en este proceso. La urea es una de las moléculas más simples que contiene carbono y nitrógeno, y es muy probable que estuviera presente incluso cuando la Tierra era muy joven. Esto fue sugerido por un famoso experimento realizado en la década de 1950 por el científico estadounidense Stanley Miller, quien creó una mezcla de gases que se cree que formaban la atmósfera primordial del planeta y la expuso a las condiciones de una tormenta eléctrica. Este experimento produjo una serie de moléculas, una de las cuales fue la urea.

Según las teorías actuales, la urea podría haberse concentrado en charcos cálidos, comúnmente conocidos como “sopa primordial”, en la entonces desprovista de vida Tierra. A medida que el agua de esta sopa se evaporaba, la concentración de urea aumentaba. A través de la exposición a la radiación ionizante, como los rayos cósmicos, es posible que esta urea concentrada haya producido ácido malónico en múltiples etapas de síntesis. A su vez, esto pudo haber creado los bloques de construcción del ARN y el ADN.

El descubrimiento de la reacción química clave

Utilizando su nuevo método, los investigadores de la ETH Zurich y la Universidad de Ginebra investigaron el primer paso en esta larga serie de reacciones químicas para descubrir cómo se comporta una solución concentrada de urea cuando se expone a radiación ionizante. Es importante destacar que las moléculas de urea en una solución concentrada se agrupan en pares, conocidos como dímeros. Como los investigadores han demostrado ahora, la radiación ionizante hace que un átomo de hidrógeno dentro de cada uno de estos dímeros se mueva de una molécula de urea a la otra. Esto convierte una molécula de urea en una molécula de urea protonada y la otra en un radical de urea. Este último es altamente reactivo químicamente, tanto que es muy probable que reaccione con otras moléculas, formando así ácido malónico.

Los investigadores también lograron demostrar que esta transferencia de un átomo de hidrógeno ocurre extremadamente rápido, en tan solo alrededor de 150 femtosegundos, o 150 cuatrillones de segundos. “Es tan rápido que esta reacción se adelanta a todas las demás reacciones que teóricamente también podrían tener lugar”, explica Wörner. “Esto explica por qué las soluciones concentradas de urea producen radicales de urea en lugar de albergar otras reacciones que producirían otras moléculas”.

Relevancia de las reacciones químicas en líquidos

En el futuro, Wörner y sus colegas desean examinar los siguientes pasos que conducen a la formación de ácido malónico. Esperan que esto les ayude a comprender los orígenes de la vida en la Tierra. Además, su nuevo método puede ser utilizado para examinar la secuencia precisa de reacciones químicas en líquidos en general. “Una gran cantidad de reacciones químicas importantes ocurren en líquidos, no solo todos los procesos bioquímicos en el cuerpo humano, sino también muchas síntesis químicas relevantes para la industria”, afirma Wörner. “Es por eso que es tan importante que ahora hayamos ampliado el alcance de la espectroscopia de rayos X de alta resolución temporal para incluir reacciones en líquidos”.

En resumen, este avance científico ha permitido a los investigadores observar y comprender las reacciones químicas en líquidos con una precisión sin precedentes. Además, han descubierto la importancia de la urea en el origen de la vida en la Tierra y han revelado la reacción química clave que podría haber llevado a la formación de los bloques de construcción del ARN y el ADN. Este descubrimiento tiene implicaciones no solo para la comprensión de nuestros orígenes, sino también para el estudio de reacciones químicas en diversos campos, desde la bioquímica hasta la industria.

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