ORIGINEA VIETII - O PROBLEMÃ DE CHIRALITATE

          Unul dintre cele mai mari semne de întrebare actuale este legat de observatia că proteinele, elementele structurale care alcătuiesc muschii nostri, glicogenul din ficatul si sângele nostru, enzimele si hormonii din organismele animale sunt toate optic active. Pentru a putea functiona, toti polimerii biologici trebuie să fie optic puri (homochirali): aminoacizii din proteine sunt levogiri în timp ce zaharidele si toti acizii nucleici ce compun ADN-ul si ARN-ul celular (si treptele metabolice ale acestora) sunt dextrogiri. Prezenta unui enantiomer necorespunzător în elicea ADN-ului distruge stabilitatea acestuia, ADN-ul nu mai poate stoca informatie si deci nu mai poate sustine viata.
          Se pune întrebarea cum s-au format biomoleculele homochirale dacă în laboratoarele chimice din reactivi achirali se produc numai amestecuri racemice (regula universală conform căreia sinteza compusilor chirali din reactivi achirali conduce totdeauna la amestecuri racemice este o consecintă a legilor termodinamicii: deoarece formele levo(L) si dextro(D) au aceeasi energie liberă G (DG=0), constantă de echilibru, K=exp(-DG/RT), pentru reactii de tipul L-D sau D-L este egala cu 1 si deci concentratia celor doi enantiomeri este egală - amestec racemic) si pentru a rezolva un amestec racemic (a separa cei doi enantiomeri) chimistul organician foloseste tot o substantă homochirală.
          Primele cunostinte despre activitatea optică si chiralitate isi au originea în observatiile lui Jean Baptiste Biot (1774-1862) si ale studentului acestuia, Louis Pasteur (1822-1895), legate de proprietatea unor cristale disimetrice (cuart, tartrat dublu de sodiu si amoniu) de a roti diferit planul luminii polarizate. Mai târziu termenul de disimetrie folosit de Pasteur pentru enantiomorfism (în greceste enantios morphe-forme opuse) a fost înlocuit cu chiralitate. Stiinta actuală recunoaste existenta a trei domenii de chiralitate: macroscopic, molecular si subatomic (Fig.1)

          Care ar putea fi explicatia formării unui izomer homochiral si în general a homochiralitătii lumii vii? Cercetători din multe domenii interdisciplinare ale stiintei - fizica nucleară, biofizică, biochimie, astrofizică, astrobiologie încearcă să explice homochiralitatea lumii vii luând în considerare toate posibilitătile.

 

 

 

 


Prof.univ.dr.ing. Valeria - Marta Gorduza
Facultatea Chimie Industrială - Universitatea Tehnică Gh: Asachi Iasi