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Científicos descubren nuevas reacciones químicas sobre los ‘orígenes de la vida’

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Científicos descubren nuevas reacciones químicas sobre los ‘orígenes de la vida’

“Creemos que el tipo de reacciones que describimos son probablemente las que podrían haber ocurrido en la Tierra primitiva”, dice Ramanarayanan Krishnamurthy.

La reacción genera los componentes básicos de las proteínas y[{» attribute=»»>DNA: amino acids and nucleic acids.

Four billion years ago, the Earth looked very different than it does today. It was devoid of life and covered by a vast ocean. Over the course of millions of years, life emerged in that primordial soup. For a long time, researchers have theorized how molecules came together to spark this transition. Now, scientists at Scripps Research have discovered a new set of chemical reactions that use ammonia, cyanide, and carbon dioxide—all thought to be common on the early Earth—to generate amino acids and nucleic acids, the building blocks of proteins and DNA.

“We’ve come up with a new paradigm to explain this shift from prebiotic to biotic chemistry,” says Ramanarayanan Krishnamurthy, PhD, and an associate professor of chemistry at Scripps Research. “We think the kind of reactions we’ve described are probably what could have happened on early Earth.” Krishnamurthy is the lead author of the new paper that was published in the journal Nature Chemistry on July 28, 2022.

In addition to giving scientists insight into the chemistry of the early Earth, the newly discovered chemical reactions are also useful in certain manufacturing processes. For example, in the generation of custom-labeled biomolecules from inexpensive starting materials.

Earlier this year, Krishnamurthy’s team showed how cyanide can enable the chemical reactions that turn prebiotic molecules and water into basic organic compounds required for life. This one worked at room temperature and in a wide pH range, unlike previously proposed reactions. The scientists wondered whether, under the same conditions, there was a way to generate amino acids, which are more complex molecules that compose proteins in all known living cells.

In cells today, amino acids are generated from precursors called α-keto acids using both nitrogen and specialized proteins called enzymes. Scientists have discovered evidence that α-keto acids likely existed early in Earth’s history. However, many researchers have hypothesized that before the advent of cellular life, amino acids must have been generated from completely different precursors, aldehydes, rather than α-keto acids, since enzymes to carry out the conversion did not yet exist. But that idea has led to debate about how and when the switch occurred from aldehydes to α-keto acids as the key ingredient for making amino acids.

After their success in using cyanide to drive other chemical reactions, Krishnamurthy’s group suspected that cyanide, even without enzymes, might also help turn α-keto acids into amino acids. Because they knew nitrogen would be required in some form, they added ammonia—a form of nitrogen that would have been present on the early Earth. Then, through trial and error, they discovered a third key ingredient: carbon dioxide. With this mixture, they quickly started seeing amino acids form.

“We were expecting it to be quite difficult to figure this out, and it turned out to be even simpler than we had imagined,” says Krishnamurthy. “If you mix only the keto acid, cyanide, and ammonia, it just sits there. As soon as you add carbon dioxide, even trace amounts, the reaction picks up speed.”

Because the new reaction is relatively similar to what occurs inside cells today—except for being driven by cyanide instead of a protein—it seems more likely to be the source of early life, rather than drastically different reactions, the scientists say. The research also helps bring together two sides of a long-standing debate about the importance of carbon dioxide to early life, concluding that carbon dioxide was key, but only in combination with other molecules.

In the process of studying their chemical soup, Krishnamurthy and his colleagues discovered that a byproduct of the same reaction is orotate, a precursor to nucleotides that make up DNA and RNA. This indicates that the same primordial soup, under the right conditions, could have given rise to a large number of the molecules that are required for the key elements of life.

“What we want to do next is continue probing what kind of chemistry can emerge from this mixture,” says Krishnamurthy. “Can amino acids start forming small proteins? Could one of those proteins come back and begin to act as an enzyme to make more of these amino acids?”

Reference: “Prebiotic synthesis of α-amino acids and orotate from α-ketoacids potentiates transition to extant metabolic pathways” by Sunil Pulletikurti, Mahipal Yadav, Greg Springsteen and Ramanarayanan Krishnamurthy, 28 July 2022, Nature Chemistry.
DOI: 10.1038/s41557-022-00999-w

In addition to Krishnamurthy, authors of the study, “Prebiotic Synthesis of α-Amino Acids and Orotate from α-Ketoacids Potentiates Transition to Extant Metabolic Pathways,” are Sunil Pulletikurti, Mahipal Yadav and Greg Springsteen. 

This work was supported by funding from the NSF Center for Chemical Evolution (CHE-1504217), a NASA Exobiology grant (80NSSC18K1300) and a grant from the Simons Foundation (327124FY19).

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La misión ClearSpace-1 cambia de objetivo en respuesta a una colisión de desechos espaciales

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La misión ClearSpace-1 cambia de objetivo en respuesta a una colisión de desechos espaciales

Imagen artística de Proba-1 en órbita ©ClearSpace

La misión de eliminación de desechos ClearSpace-1 cambió de objetivo después de detectar una colisión de desechos espaciales del objetivo con desechos imposibles de rastrear. Empresa de eliminación de desechos espaciales Espacio libre anunció la decisión el 24 de abril.

ClearSpace avanzó a la siguiente etapa de la misión ClearSpace-1 después de una revisión técnica y programática con el Agencia Espacial Europea (ESA). El objetivo de escombros se ha modificado para ajustar los requisitos de la misión, simplificar la estructura de su equipo industrial y reducir el riesgo.

Ahora se espera que la nueva misión ClearSpace-1 se encuentre con PROBA-1, una nave espacial de la ESA con capacidades totalmente autónomas que capturará y realizará una maniobra de disminución del perigeo en el veterano satélite espacial de 20 años. La misión utilizará un mecanismo de captura de cuatro brazos para agarrar el satélite cliente y luego reingresar de manera segura a la atmósfera de la Tierra, donde se quemará.

El objetivo inicial de la misión, un adaptador de carga útil VESPA que quedó en órbita durante el lanzamiento de Vega en 2013, era golpeado por otros desechos espaciales el año pasado.

La ESA ha permitido continuar con la fase preparatoria que será ejecutada por un consorcio liderado por la empresa alemana OHB SE, que suministrará el bus satélite y se encargará de la integración y lanzamiento del sistema. ClearSpace proporcionará liderazgo técnico en operaciones de proximidad y captura.

«Nos sentimos honrados de colaborar con OHB y permanecer a la vanguardia del servicio en órbita con la misión ClearSpace-1», dijo Luc Piguet, director ejecutivo de ClearSpace.

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Observe cómo el Sol retira brevemente la cola del cometa del diablo

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Observe cómo el Sol retira brevemente la cola del cometa del diablo

La nave espacial STEREO A de la NASA detectó una poderosa llamarada solar arrancando la cola del cometa Pons-Brooks, aunque rápidamente volvió a crecer. Esta no es la primera vez que STEREO A ve al Sol jugando con una bola de nieve sucia como esta, pero las imágenes son particularmente dramáticas.

Las colas de los cometas son cosas tenues que se crean cuando el viento solar empuja el gas y el polvo liberados por la sublimación del hielo lejos de la cabeza del cometa. No hace falta mucho para molestarlos; A veces se ven cometas con dos colas, una de gas y otra de polvo, apuntando en direcciones algo diferentes, siendo la cola de gas particularmente sensible a las condiciones.

Cuando las erupciones solares generan eyecciones de masa coronal (CME) desde la superficie del Sol, las partículas expulsadas pueden afectar las colas de los cometas, y la nave espacial STEREO, que rastrea las tormentas solares, ha detectado esto con frecuencia. Véase, por ejemplo, este caso de 2013 en el que se pudieron ver dos cometas en el mismo campo visual, uno de ellos moviendo la cola como un renacuajo o un espermatozoide congelado pero particularmente decidido.

Una eyección de masa coronal en 2013 que logró impactar a dos cometas a la vez, como muestra STEREO.

Crédito de la imagen: Karl Battams/NASA/STEREO/CIOC

La nave espacial STEREO no sólo observa las colas de los cometas por diversión. Me gusta su sitio web Observaciones«El uso de colas de cometas como trazadores puede proporcionar datos valiosos sobre las condiciones del viento solar cerca del Sol».

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Como sugiere su nombre, las naves espaciales STEREO fueron diseñadas para proporcionar vistas duales de la actividad solar, una con una órbita unas semanas más corta que la de la Tierra y la otra un poco más larga. La línea de base generalmente larga entre ellos le dio a la NASA una visión sin precedentes de la actividad solar durante una década, pero se perdió el contacto con STEREO B en 2016, e incluso una vez recuperado, los intentos de restaurarlo han fracasado.

STEREO A siguió funcionando, incluso si el acrónimo ahora es inexacto. Su nombre completo es Observatorio A de Relaciones Solar-Terrestres y continúa ayudando a los astrónomos a comprender cómo la variabilidad del Sol afecta a la Tierra. Como muestran estas imágenes, lo mismo ocurre con otros componentes del sistema solar.

El 12 de abril, STEREO A detectó un importante despegue de CME desde el Sol. Este evento se alejaba casi directamente de la Tierra, por lo que no provocó ninguna aurora aquí, aunque ocurrió otra aproximadamente al mismo tiempo. cielo iluminado sobre Tasmania. Pero una semana después, Spaceweather.com se dio cuenta el efecto que tuvo el evento sobre el cometa Pons-Brooks. En lenguaje astronómico, se trató de un «evento de desconexión» en el que la fuerza añadida del viento solar provocó que la cola del núcleo del cometa se rompiera y partiera como la bandera de Rohan hacia el espacio. Las dos torres.

El efecto fue tan fuerte en parte porque la CME era muy poderosa, pero también porque Pons-Brooks estaba a 120 millones de kilómetros (75 millones de millas) del Sol, o el 80 por ciento de la distancia de la Tierra. Aunque desde la perspectiva de STEREO A el cometa parece casi chocar con Júpiter, el planeta gigante estaba casi mil millones de kilómetros (620 millones de millas) más lejos y apenas se habría visto afectado.

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Pons-Brooks no ha estado exactamente a la altura de su apodo últimamente. Se le puso la etiqueta de «Cometa del Diablo» porque durante su paso explotó varias veces (como en visitas anteriores) y algunas de ellas produjeron lo que parecían cuernos del diablo. Desafortunadamente, las explosiones se detuvieron justo cuando podrían haber permitido que más personas vieran el cometa. Es particularmente desafortunado que ninguna coincidiera con esta CME; imaginen una erupción que se lleva algo mucho más brillante y complejo.

La buena noticia es que, si bien los cometas a menudo se comparan con los gatos, en lo que respecta a sus colas, se parecen más a eslizones, que pueden perder sus apéndices y volver a crecer.

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SpaceX lanza 23 satélites Starlink desde Florida (fotos)

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SpaceX lanza 23 satélites Starlink desde Florida (fotos)

SpaceX envió otro lote de sus satélites de Internet Starlink al cielo hoy (23 de abril).

Un cohete Falcon 9 coronado por 23 naves espaciales Starlink despegó hoy de la estación espacial de Cabo Cañaveral en Florida a las 6:17 p.m.EDT (22:17 GMT).

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