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Glicina: l’amminoacido si è formato nelle nubi interstellari

I mattoni della vita si sono formati molto prima delle stelle, nelle nubi interstellari fatte di gas e polveri. E’ quanto merge dalla ricerca pubblicata sulla rivista Nature Astronomy e condotta dall’Università Queen Mary di Londra, con il gruppo di Sergio Ioppolo, e dall’Osservatorio olandese di Leida.

Con l’aiuto di modelli al computer e simulando in laboratorio le condizioni presenti nelle nubi interstellari, i ricercatori hanno studiato la formazione del più semplice tra i 20 amminoacidi, la glicina. Hanno, così, dimostrato che la molecola può essere sintetizzata nelle complesse condizioni che governano la chimica dello spazio.

I modelli e i test sviluppati dagli autori indicano che la glicina si può formare sulla superficie di granelli di polvere ghiacciata e senza dispendio energetico, contraddicendo le attuali teorie che indicano la necessità di radiazione Uv come fonte energetica per sintetizzare l’amminoacido.

nebulosa Laguna
La nebulosa Laguna (fonte: Martin Heigan/ Flickr)

Secondo gli autori dello studio, la presenza di questo mattone della vita nella cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, studiata dalla missione Rosetta dell’Agenzia Spaziale Europea (Esa), e nel materiale raccolto sulla cometa Wild 2 dalla missione della Nasa Stardust, “indica che la glicina si forma già all’interno delle dense nubi interstellari, ben prima che si trasformino in nuove stelle e nuovi pianeti”.

Le comete, precisano gli esperti, sono infatti fossili cosmici, formati dal materiale più primitivo del Sistema Solare, che riflette la composizione chimica risalente ai tempi in cui il Sole e i suoi pianeti erano ancora in formazione.

“Una volta formata – conclude Ioppolo – la glicina può diventare il precursore di altre molecole organiche, più complesse. Come altri amminoacidi che, inclusi all’interno di corpi celesti come le comete, possono poi essere trasferiti su giovani pianeti in formazione”, come probabilmente è accaduto alla Terra.

Proprietà della glicina

La glicina è il più semplice dei 22 amminoacidi ordinari (considerando anche la selenocisteina e la pirrolisina oltre ai 20 ordinari). È apolare e non essenziale, poiché il nostro corpo è in grado di sintetizzarla. La glicina si ritrova in molte proteine importanti del nostro corpo come ad esempio l’emoglobina e il collagene.

La sua scoperta è attribuita al chimico francese H. Braconnot, che nel 1820 isolò per la prima volta la glicina dalla gelatina tramite idrolisi acida. La sua struttura fu definita però nel 1857 grazie al lavoro del chimico A. Cahours.

glicina struttura molecolare

Come possiamo capire dalla semplice struttura molecolare, la glicina non ha configurazione D o L, poiché non presenta nessuno stereo centro. La sua catena laterale è infatti composta da un atomo di idrogeno, sostituente già presente sul carbonio in α alla funzione amminica (NH2) e acida (COOH).
La forma della glicina è C2H5NO2.

Glicina e presenza nello spazio

Nel 1994 un gruppo di astronomi dell’Università dell’Illinois, guidati da Lewis Snyder, annunciò di aver scoperto molecole di glicina nello spazio, ma la notizia si rivelò infondata. Otto anni dopo, nel 2002 Lewis Snyder e Yi-Jehng Kuan dell’Università Normale Nazionale di Taiwan rifecero la scoperta, questa volta vera. L’evidenza dell’esistenza di molecole di glicina nello spazio interstellare è venuta dall’identificazione di 10 linee spettrali tipiche della glicina in segnali raccolti da radiotelescopi.

Sulla base di simulazioni condotte al computer ed esperimenti di laboratorio, si ipotizza che la glicina si sia formata per esposizione alla luce ultravioletta di ghiaccio d’acqua contenente semplici molecole organiche (metano, ammoniaca).

Prima della glicina furono scoperte più di altre 130 molecole organiche nello spazio, tra esse gli zuccheri e l’etanolo, ma la scoperta degli amminoacidi, che rappresentano i mattoni fondamentali della vita, destò molto più interesse.

Questo non prova che la vita esista fuori dalla Terra, ma ne rende certamente la possibilità più probabile; è anche un indiretto appoggio all’idea della panspermia, secondo la quale la vita sulla Terra è giunta dallo spazio.

Il rilevamento di glicina nel mezzo interstellare è stato confermato il 28 maggio 2016. Nel 2008 un composto simile alla glicina, l’amminoacetonitrile, fu scoperto dal Max Planck Institute per la Radioastronomia nella nube di gas Heimat, nel centro galattico, in direzione della costellazione del Sagittario.

La prima scoperta della glicina al di fuori della Terra avvenne nel 2009, quando ne fu confermata la presenza in un campione prelevato nel 2004 dalla cometa Wild 2 dal velivolo NASA Stardust, sebbene fu identificata in precedenza nel meteorite Murchison nel 1970, all’interno del quale fu dimostrata la presenza di più di 100 amminoacidi.

Il 30 maggio 2016 viene riportato su Science Advances che la sonda europea Rosetta ha rilevato con lo spettrometro di massa Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis la glicina sulla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko.

I risultati appaiono questa settimana sulla rivista Nature Astronomy.

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Riferimenti e approfondimenti

  1. Snyder LE, Lovas FJ, Hollis JM, etal, A rigorous attempt to verify interstellar glycine, in Astrophys J, vol. 619, n. 2, 2005, pp. 914–930, Bibcode:2005ApJ…619..914SDOI:10.1086/426677arXiv:astro-ph/0410335.
  2. Staff, Organic Molecule, Amino Acid-Like, Found In Constellation Sagittarius 27 March 2008 – Science Daily, su sciencedaily.com. URL consultato il 16 settembre 2008.
  3. Keith A. Kvenvolden, James Lawless, Katherine Pering, Etta Peterson, Jose Flores, Cyril Ponnamperuma, Isaac R. Kaplan e Carleton Moore, Evidence for extraterrestrial amino-acids and hydrocarbons in the Murchison meteorite, in Nature, vol. 228, n. 5275, 1970, pp. 923–926, Bibcode:1970Natur.228..923KDOI:10.1038/228923a0PMID 5482102.
  4. I mattoni della vita sulla cometa di Rosetta, in Le Scienze, 30 maggio 2016. 
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