Astronomen entdeckten zuerst ein chirales Molekül einer organischen Verbindung im interstellaren Raum

Der Fund kann helfen, den Ursprung des Lebens auf der Erde zu klären.



Astronomen des California Institute of Technology entdeckten ihn zuerstein chirales Molekül organischer Materie im interstellaren Raum. Diese Entdeckung kann wichtig sein, um den Ursprung des Lebens auf der Erde (möglicherweise andere Planeten in anderen Sternensystemen) zu verstehen. Tatsache ist, dass Aminosäuren und andere organische Verbindungen in zwei Formen vorliegen, die als optische Isomere bezeichnet werden. Diese Isomere sind in ihrer Zusammensetzung identisch, aber ihre Struktur ist spiegel gegenüberliegend. Sie können ein Isomer in einer Lösung von einem anderen unterscheiden, indem Sie Licht durch das Isomer leiten. Beide chiralen (spiegelartigen) Strukturen drehen die Polarisationsebene der durch die Lösung hindurchtretenden Strahlung nach links oder rechts. Ein wichtiger Punkt ist, dass alle Aminosäuren, aus denen die Proteine ​​lebender Organismen bestehen (einschließlich Viren und Menschen), L-Isomere sind, dies sind "linkshändige" Moleküle.

L-Isomere wurden bereits im Weltraum entdeckt, Experten haben relativ einfache organische Verbindungen auf der Oberfläche von Kometen gefunden (insbesondere auf dem Kometen Churyumov-Gerasimenko). Der jetzt gemachte Fund ist Propylenoxid. Auf der Erde ist diese Substanz bekannt, sie wird bei der Herstellung bestimmter Arten von Kunststoffen und als Begasungsmittel beim Anbau von Mandeln verwendet. Propylen wird auch als Kraftstoffadditiv verwendet. Wissenschaftler glauben, dass die entdeckte Verbindung in großen Mengen in Gaswolken gefunden werden kann, die das Zentrum unserer Galaxie umgeben. Ein von Wissenschaftlern entdecktes chirales Molekül befindet sich 390 Lichtjahre von der Erde entfernt. Wir sprechen von einer großen Gas- und Staubwolke Schütze B2. Der Prozess der Sternentstehung ist hier aktiv, frühere Astronomen entdeckten mehrere junge Sterne in der Wolke.

Die Entdeckung wurde mit dem hochempfindlichen 100-Meter-Radioteleskop Green Bank gemacht . Der Spiegel hat axiale Abmessungen von 100 × 110 m. Dieses Radioteleskop kann mit einer Genauigkeit von mehr als einem Tausendstel Grad an jeden beliebigen Ort am Himmel gesendet werden. Die minimale Arbeitswellenlänge beträgt 6 mm.



Bei Spiegelisomeren ist es interessant, dass die Eigenschaften von Verbindungen, deren Zusammensetzung identisch ist, deren Spekularität / Chiralität sich jedoch unterscheidet, auch in Bezug auf andere chirale Objekte, bei denen es sich um biologische Systeme handelt, unterschiedlich sein können. In der Pharmazie ist dieses Phänomen bekannt. Ketamin hat zum Beispiel ein Spiegelisomer namens Esketamin. Dieses "Zwillings" -Ketamin ist ein stärkeres Arzneimittel als Ketamin selbst. Metorphan, sein R-Isomer, ist Bestandteil von Hustensaft. Das L-Isomer ist bereits ein starkes Opioid, das als Anästhetikum verwendet wird. Naproxen ist in einer seiner Inkarnationen ein Anästhetikum. In einem anderen Fall ist es Gift, das die Leber buchstäblich zerstört. All dies legt nahe, dass die L-Isomerie der Aminosäuren, aus denen die Proteine ​​bestehen, die unseren Körper bilden, kein Zufall ist.Darüber hinaus können nur Aminosäuren gleicher Orientierung (entweder alle Linkshänder oder alle Rechtshänder) stabile Proteine ​​bilden.



Bisher wissen wir nicht, warum das Leben aus „linkshändigen“ Aminosäuren besteht, aber niemand argumentiert mit dieser Tatsache. Rechtsseitige Isomere der „Aminosäuren des Lebens“ sind auf der Erde recht selten und nehmen nicht an biochemischen Reaktionen teil.

Im interstellaren Raum bilden sich ständig komplexe organische Verbindungen, hauptsächlich in Staub- und Gaswolken. Es wird angenommen, dass einfachere Verbindungen miteinander kollidieren und immer komplexere organische Substanzen bilden können. Mit der Komplikation des Verbindungsmoleküls sind neue Bedingungen für die Bildung noch komplexerer organischer Verbindungen erforderlich. In einigen Fällen können kleine Fragmente von Wassereis helfen, auf denen einzelne Moleküle ausfallen. Mit der Zeit gibt es mehr von ihnen, und sie beginnen miteinander zu interagieren und bilden bereits komplexere Strukturen. Auf einigen Kometen, einschließlich des Kometen Churyumov-Gerasimenko, wurden komplexe organische Stoffe entdeckt. Hier finden sich Kohlenhydrate, Alkohole, Schwefelwasserstoff, Blausäure, Glycin und phosphorhaltige Verbindungen. Experten zufolgeDiese Substanzen können theoretisch noch komplexere Verbindungen bilden, einschließlich Aminosäuren.



Einer Theorie zufolge entstand das Leben auf der Erde durch den Fall organischer Kometen auf der Oberfläche unseres Planeten in der fernen Vergangenheit. Organische Materie interagierte miteinander und bildete allmählich die "Bausteine ​​des Lebens". Die erste Stufe dieser Synthese fand jedoch nur auf den Kometen statt. Nun können wir wahrscheinlich sagen, dass eine ähnliche Synthese im interstellaren Raum stattfindet.

Es ist nichts Sensationelles, ein chirales Molekül organischer Materie im interstellaren Raum zu entdecken. Niemand bezweifelte, dass solche Isomere existieren. Der Fund von Wissenschaftlern bestätigte einfach die Theorie. Leider ist die Art der Chiralität der nachgewiesenen Verbindung noch nicht bekannt. Tatsache ist, dass es verschiedene Arten von Chiralität gibt. Dies sind zentrale (Zentrum der Chiralität), axiale (Achse der Chiralität), planare (Ebene der Chiralität), Spirale (Spirale) und topologische Chiralität. Experten hoffen, dass es möglich sein wird, die Art der Chiralität von Propylenoxid aus interstellaren Wolken herauszufinden, wenn die Wechselwirkung mit den Molekülen dieser Verbindung aus polarisiertem Licht untersucht wird.

Source: https://habr.com/ru/post/de395321/