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La molecola che può farci scoprire l’origine della vita

Un gruppo di ricercatori, nel tentativo di indagare sui meccanismi che hanno reso molecole inerti in sistemi viventi, hanno sviluppato un processo con delle proprietà interessanti.

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Nel tentativo di comprendere meglio i meccanismi alla base della vita, un team di ricercatori dell’Università di Oxford, formato da Ignacio Colomer , Sarah M. Morrow e Stephen P. Fletcher, ha messo a punto un processo che permette di ottenere una molecola che imita i sistemi viventi.

Le molecole ottenute sono in grado di auto-assemblarsi per formare strutture complesse che si degradano e si ricompongono grazie ad un equilibrio chimico. Lo scopo della ricerca è quello di individuare e comprendere i processi che hanno permesso il passaggio dalla materia inerte alla quella vivente e, magari, di creare una vita completamente sintetica.

Cos’è la vita?

La vita, definita come una caratteristica emergente cioè come un qualcosa che è appartenente a un sistema nel suo complesso ma non alle singole parti che lo compongono. Questa è una prerogativa di ogni sistema caratterizzato da reazioni biologiche tipiche degli esseri viventi come per esempio: il metabolismo, l’adattamento all’ambiente circostante, la riproduzione, ecc….Nonostante siamo in grado di dare una definizione organismo vivente che mette più o meno tutti d’accordo, attualmente ci sono completamente sconosciuti i processi che hanno permesso alle molecole di organizzarsi e formare i primi esseri viventi.


In questo modo, desta interesse la maniera con cui, attraverso delle regole elementari, si è passati da mere molecole a organismi semplici come le cellule che poi si sono successivamente organizzate in strutture più complesse come gli animali e le piante. Come abbiamo appena accennato la più piccola unità morfo-funzionale considerabile come vivente è la cellula ma, ovviamente, non possiamo considerare tali le sue componenti. (ribosomi, nucleo cellulare, DNA, ecc…) e i fenomeni che hanno permesso alla formazione di una così semplice (se pur efficace) sistema ci sono ancora oscuri.

La Molecola

molecola

Il team di ricercatori del dipartimento di chimica dell’Università di Oxford che ha messo appunto questo processo erano intenzionati sono partiti con l’intenzione di indagare proprio su quei meccanismi che hanno poi portato alla nascita dei primi sistemi viventi e alle forme di vita superiori.

Il processo si basa fondamentalmente su una reazione chiamata Metatesi (scambio tra due o più ioni) e la formazione di molecole anfifiliche. Le molecole anfifiliche sono molto comuni e sono largamente impiegate nei saponi e detergenti. Esse sono dotate di un’estremità idrofoba (che respinge l’acqua) e una estremità Idrofila (ovvero che si discioglie in acqua).

Tutto inizia con due fasi costituite da una molecola idrofoba (A) e una idrofila (B) che vengono fatte reagire grazie ad un catalizzatore, ovvero, una molecola che facilita il decorrere di specifiche reazioni chimiche. Una volta fatti reagire i prodotti si formano delle macromolecole anfifiliche (C) che, per loro natura formano strutture tridimensionali chiamate micelle (D).

Queste micelle però risultano essere instabili dal punto di vista termodinamico e si degradano seguendo due possibili percorsi di degradazione. Le micelle, quindi, possono de-assemblarsi per formare dei prodotti di scarto oppure possono ricostituire di nuovo le macromolecole anfifiliche (C). Nella fase iniziale le micelle si formano e si degradano almeno fino a quando i reagenti iniziali (A) e (B) non si esauriscono. Il passaggio da (C) e (D), invece, è governato da una reazione di equilibrio chimico. Il processo, inoltre tenderà a esaurirsi ma con una “ricarica” dei reagenti può facilmente riattivarsi.

Ovviamente, tutto questo, è ben lontano dal costituire un sistema vivente. Questo però ci fornisce una visione sul meccanismo e sui possibili fenomeni che hanno reso questo pianeta il nostro pianeta. Magari, continuare su questa strada ci permetterà di comprendere le nostre origini e, magari, di avere un’idea sul come salti fuori la vita nell’universo. Potrebbe fornirci un’ulteriore “bussola” per distinguere un potenziale pianeta ospitante vita da uno che ne è privo. Inoltre può semplificare la nostra incessante ricerca di altre forme di vita intelligenti.

Fonte: https://www.nature.com/articles/s41467-018-04670-2

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