Homoquilaridad
En la química se enfrenta a una enorme variedad de compuestos y estructuras atómicamente complejas.
Algunos de estos compuestos tienen sus correspondientes compuestos químicos especulares. A modo de analogía, como un guante para zurdos y otro para diestros, son similares pero no superponibles.
Cada estructura correspondiente tiene la misma conectividad y forma atómica y forma de imagen especular tridimensional. Estos compuestos químicos se denominan enantiómeros.
Los compuestos químicos que no tienen tales estructuras tridimensionales no superponibles se denominan diastereómeros. Además, las moléculas con la misma fórmula molecular y secuencia de átomos enlazados pero que difieren en las orientaciones tridimensionales se denominan estereoisómeros.
En conjunto, las moléculas químicas persisten como enantiómeros, diastereómeros o estereoisómeros. Cada tipo estructural aporta características únicas y altamente especializadas, como la conectividad, las afinidades y las diversas reacciones dentro de la química.
Un tipo de moléculas no es inferior ni superior al otro. Sin embargo, en la investigación sobre el origen de la vida se presta más atención a los enantiómeros porque estas estructuras químicas son no superponibles. Este diseño no superponible se traduce en altos rendimientos con una pureza química impulsada dentro de una quiralidad similar.
Quiralidad
Los enantiómeros con estructuras especulares también se denominan moléculas quirales. Estas moléculas suelen compartir un centro estereogénico similar o idéntico (al menos un átomo de carbono) pero tienen las correspondientes estructuras diestras o zurdas. Cualquier mezcla de moléculas quirales que contenga tanto estructuras diestras como zurdas se denomina racémica.
Cualquier mezcla química que contenga únicamente estructuras diestras o zurdas se denomina homociral.
Homoquilaridad
En todos los organismos vivos, sólo se utiliza la homociral zurda (misma estructura tridimensional no superponible). Los organismos vivos no utilizan ninguna estructura diestra.
La vida utiliza veinte aminoácidos homocirales zurdos diferentes para construir proteínas dentro de la célula viva.
Los que fomentan el proceso circunstancial dicen que la homociralidad no era necesaria inicialmente pero esto es empíricamente falso ya que por medio de los datos presentes y de como funciona la vida, tuvieron que formarse a si mismo como un requisito para que la vida sea funcional.
La homoquilaridad era necesaria antes de que surgiera la primera vida. Cómo pudieron surgir sistemas biológicos con estructuras de aminoácidos homocirales puras sigue siendo un enigma que no han podido demostrar.
Investigaciones más recientes han determinado que las estructuras homocirales también proporcionan propiedades de diseño asombrosas para traducir la información dentro de la célula viva casi a la velocidad de la luz en un proceso llamado Selectividad de Espín Inducida Quiral (CISS).
Regulación de temperatura
La selectividad de espín inducida por quiral (CISS) se refiere a cómo los electrones atraviesan las moléculas quirales.
Giran hacia arriba o hacia abajo, dependiendo de la orientación. Una vez que se prefiere el estado de espín (zurdo) revela un papel importante para la estructura quiral.
Los electrones de espín emparejado atraviesan los no emparejados no se basan en el paso helicoidal. Lo que permite la transmisión de información por medios electrostáticos a una velocidad cercana a la de la luz.
La mecánica cuántica demuestra que para dos electrones que comparten una región del espacio, su energía de repulsión electrostática depende de si sus espines son paralelos o antiparalelos.
Ambos electrones pueden tener espín ascendente o descendente, o uno puede tener espín ascendente y el otro espín descendente. El efecto CISS aprovecha las propiedades de espín de los electrones.
La homociralidad proporciona una transmisión de electrones altamente especializada a través de la molécula basada en el espín especializado del electrón.
Los químicos saben ahora que las moléculas quirales actúan como filtros de espín electrónico, permitiendo el paso unidireccional de electrones de un espín con preferencia a los electrones del otro espín.
Las probabilidades de transmisión selectiva pueden ser cien veces mayores en una molécula quiral que en una molécula no quiral.
Para un electrón del espín adecuado, las moléculas quirales muestran mucha menos retrodispersión del electrón; esto reduce en gran medida el calor liberado por la molécula durante el paso del electrón. Un menor calor proporciona a cualquier sistema biológico una ventaja.
No evidencia
Por lo tanto, cualquier teoría del origen de la vida debe responder cómo surgió la homoquilaridad esencial para la vida dentro de estructuras químicas impuras.
Mientras que la Selección Natural puede observarse en los organismos vivos dentro de la biología, no existe tal proceso para las moléculas o sustancias químicas porque no tienen genes.
Incluso las mutaciones somáticas pueden generar cambios (aunque sean degradativos) en las estructuras químicas que carecen de información genética y, por tanto, de los mecanismos de la selección natural.
Además, de todos los datos recogidos en los estudios sobre el origen de la vida, nunca se ha demostrado que las moléculas y las sustancias químicas tiendan a la vida o al orden.
El concepto de Selección Natural no se aplica a la química abiótica y, por tanto, no puede utilizarse para justificar los cambios químicos dentro de la teoría de la abiogénesis.
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