Microestructuras como Modelos para el Origen de la Vida en Agua Caliente: Autoensamblaje Asistido por Hidrógeno de Zwitteriones de Glicina y Alanina
Autores: Ignatov, Ignat
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Microestructuras como Modelos para el Origen de la Vida en Agua Caliente: Autoensamblaje Asistido por Hidrógeno de Zwitteriones de Glicina y Alanina
Categoría
Energía
Subcategoría
Energías renovables
Palabras clave
Investigación
Aminoácidos
Autoorganización
Glicina
Alanina
Microesferas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Basándose en la investigación inicial de Sidney W. Fox sobre cómo los aminoácidos calentados en seco pueden formar microsferas de manera espontánea, esta investigación estudia la autoorganización de la glicina y la alanina con hidrógeno en un sistema líquido. Este estudio tuvo como objetivo investigar la formación espontánea de ensamblajes de aminoácidos a escala microscópica y sin membrana bajo condiciones hidrotermales prebióticas simuladas, como fuentes minerales calientes y estanques. Se prepararon soluciones acuosas de glicina y alanina en un tampón mineral rico en hidrógeno y se incubaron térmicamente a 75 grados C. Se emplearon microscopía de contraste de fase, microscopía electrónica de transmisión (TEM) y modelado molecular para analizar la morfología y la organización interna de las estructuras resultantes. La microscopía reveló que la glicina y la alanina zwitteriónicas se autoorganizan espontáneamente en microsferas esféricas (~12 um), en las que los grupos cargados -NH3+ y -COO- se orientan hacia afuera, mientras que los grupos metilo hidrofóbicos de la alanina apuntan hacia adentro, formando un núcleo interno estabilizado. Los estudios principales se realizaron con agua mineral caliente de Rupite, Bulgaria, a 73.4 grados C. La diferencia de presión osmótica resultante ~ 2490 Pa, derivada de la igualación de van"t Hoff. Esto sugiere un sistema químicamente asimétrico capaz de sostener un flujo de agua direccional y un enriquecimiento molecular pasivo. La naturaleza zwitteriónica de la glicina y la alanina, que posee tanto grupos -NH3+ como -COO-, apoya la formación de microsferas en nuestros experimentos. Bajo condiciones con agua mineral caliente y hidrógeno actuando como agente reductor en la atmósfera primordial, estos aminoácidos se autoorganizaron en microsferas interfaciales densas. Estos hallazgos apoyan la idea de que la agregación mediada por zwitteriones, impulsada térmicamente, de aminoácidos simples, como la glicina y la alanina, con hidrógeno añadido, podría generar microambientes organizados selectivamente y sin membrana en la Tierra primitiva. Tales microsferas pueden representar un intermediario plausible entre organismos dispersos y microsferas.
Descripción
Basándose en la investigación inicial de Sidney W. Fox sobre cómo los aminoácidos calentados en seco pueden formar microsferas de manera espontánea, esta investigación estudia la autoorganización de la glicina y la alanina con hidrógeno en un sistema líquido. Este estudio tuvo como objetivo investigar la formación espontánea de ensamblajes de aminoácidos a escala microscópica y sin membrana bajo condiciones hidrotermales prebióticas simuladas, como fuentes minerales calientes y estanques. Se prepararon soluciones acuosas de glicina y alanina en un tampón mineral rico en hidrógeno y se incubaron térmicamente a 75 grados C. Se emplearon microscopía de contraste de fase, microscopía electrónica de transmisión (TEM) y modelado molecular para analizar la morfología y la organización interna de las estructuras resultantes. La microscopía reveló que la glicina y la alanina zwitteriónicas se autoorganizan espontáneamente en microsferas esféricas (~12 um), en las que los grupos cargados -NH3+ y -COO- se orientan hacia afuera, mientras que los grupos metilo hidrofóbicos de la alanina apuntan hacia adentro, formando un núcleo interno estabilizado. Los estudios principales se realizaron con agua mineral caliente de Rupite, Bulgaria, a 73.4 grados C. La diferencia de presión osmótica resultante ~ 2490 Pa, derivada de la igualación de van"t Hoff. Esto sugiere un sistema químicamente asimétrico capaz de sostener un flujo de agua direccional y un enriquecimiento molecular pasivo. La naturaleza zwitteriónica de la glicina y la alanina, que posee tanto grupos -NH3+ como -COO-, apoya la formación de microsferas en nuestros experimentos. Bajo condiciones con agua mineral caliente y hidrógeno actuando como agente reductor en la atmósfera primordial, estos aminoácidos se autoorganizaron en microsferas interfaciales densas. Estos hallazgos apoyan la idea de que la agregación mediada por zwitteriones, impulsada térmicamente, de aminoácidos simples, como la glicina y la alanina, con hidrógeno añadido, podría generar microambientes organizados selectivamente y sin membrana en la Tierra primitiva. Tales microsferas pueden representar un intermediario plausible entre organismos dispersos y microsferas.