NASA reproduce un bloque básico de la vida en el laboratorioCientíficos de la NASA que estudian el origen de la vida han reproducido el uracilo, un componente clave en nuestro material hereditario, en el laboratorio. Descubieron que una muestra de hielo que contenía pirimidina expuesta a radiación ultravioleta bajo condiciones similares a las del espacio producía este ingrediente esencial para la vida.
La pirimidina es una molécula en forma de anillo hecha de carbono y nitrógeno y es la estructura básica del uracilo, parte de un código genétido basado en el ácido ribonucleico (ARN). El ARN es clave para la síntesis de proteínas, pero desempeña muchos otros papeles.
“Hemos demostrado por primera vez que podemos crear uracilo, un componente del ARN, no biológicamente en un laboratorio bajo las condiciones que encontramos en el espacio”, dijo Michel Nuevo, científico investigador en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California. “Estamos demostrando que estos procesos de laboratorio, en los que simulamos lo que ocurre en el espacio exterior, pueden crear un bloque básico fundamental usado por los organismos vivos de la Tierra”.
Nuevo es el autor principal de un artículo de investigación titulado “Formation of Uracil from the Ultraviolet Photo-Irradiation of Pyrimidine in Pure Water Ices”, publicado el 1 de octubre de 2009 en Astrobiology vol. 9 no. 7.
Los científicos de Ames de la NASA han estado simulando los entornos que se encuentran en el espacio interestelar y en el Sistema Solar exterior durante años. A lo largo de este tiempo, han estudiado una clase de compuestos ricos en carbono, conocidos como hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs), los cuales han sido identificados en meteoritos, y son los compuestos ricos en carbono más comunes observados en el universo. Los PAHs normalmente son estructuras anilladas de seis átomos de carbono que recuerdan a hexágonos fusionados.
La pirimidina también se ha encontrado en meteoritos, aunque los científicos aún no saben su origen. Puede ser similar a los PAHs ricos en carbono, en los que puede producirse en el estallido final de una estrella gigante roja moribunda, o formarse en las densas nubes de gas y polvo interestelar.
“Las moléculas como la pirimidina tienen átomos de nitrógeno en sus estructuras de anillo, lo que las hace bastante débiles. Como molécula poco estable, es más susceptible a la destrucción por radiación, en comparación con sus homólogos que no tienen nitrógeno”, dijo Scott Sandford, investigador de ciencia espacial en Ames. “Queríamos comprobar si la pirimidina puede sobrevivir en el espacio, y si puede sufrir reacciones que a su vez la conviertan en una especie orgánica más compleja, tal como la nucleobase uracilo”.
En teoría, los investigadores pensaron que si las moléculas de pirimidina podían sobrevivir lo suficiente para migrar en las nubes de polvo interestelar, podrían ser capaces de protegerse de la destrucción por radiación. Una vez en las nubes, la mayor parte de las moléculas se congelan en granos de polvo (muy similar a la mezcla de tu aliento cuando se condensa en una ventana fría durante el invierno).
Estas nubes son lo bastante densas para apantallar gran parte de la radiación espacial que las rodea, ofreciendo por tanto cierta protección a las moléculas de su interior.
Estructuras moleculares de la pirimidina y el uracilo.Los científicos comprobaron sus hipótesis en el Laboratorio Astroquímico de Ames. Durante su experimento, expusieron la muestra de hielo que contenía pirimidina a la radiación ultravioleta bajo condiciones espaciales, incluyendo vacío, temperaturas extremadamente bajas (aproximadamente -171 grados C), y radiación hostil.
Encontraron que cuando la pirimidina se congelaba en el hielo de agua, es mucho menos vulnerable a la destrucción por radiación. En lugar de destruirse, muchas de las moléculas tomaban nuevas formas, tales como el componente del ARN uracilo, el cual se encuentra en la composición genética de todos los organismos vivos de la Tierra.
“Estamos tratando de abordar los mecanismos del espacio que forman estas moléculas. Considerando lo que produjimos en el laboratorio, la química del hielo expuesta a radiación ultravioleta puede ser un vínculo importante entre lo que pasa en el espacio y lo que cayó en la joven Tierra en desarrollo”, comenta Stefanie Milam, investigadora en NASA Ames y coautora del artículo de investigación.
“Nadie entiende realmente cómo empezó la vida en la Tierra. Nuestros experimentos demuestran que una vez formada la Tierra, muchos de los bloques básicos de la vida probablemente estaban presentes desde el inicio. Dado que estamos simulando condiciones astrofísicas universales, es probable que lo mismo suceda cada vez que se forma un planeta”, explicó Sandford.
Miembros adicionales que ayudaron a llevar a cabo la investigación y son coautores del artículo incluyen a Jason Dworkin y Jamie Elsila,dos científicos de NASA en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.
