Ανακαλύφθηκε χειρόμορφο οργανικό μόριο σε μεσοαστρικό νέφος

Posted on 16/06/2016

0


… κοντά στο κέντρο του γαλαξία μας

propylene oxideΛέμε ότι ένα μόριο έχει συμμετρία χειρός (εναντιομέρεια) όταν η κατοπτρική του εικόνα δεν ταιριάζει με το μόριο που βλέπουμε στην άλλη πλευρά του καθρέφτη. Για παράδειγμα, τα χέρια μας έχουν συμμετρία χειρός: δεν μπορούμε να βάλουμε ακριβώς το δεξιό μας χέρι πάνω στο αριστερό – μόνο στον καθρέφτη ταιριάζουν απόλυτα.

Υπάρχουν κι άλλα αντικείμενα που παρουσιάζουν αυτή τη σχέση ειδώλου προς αντικείμενο όπως π.χ. ένα ζευγάρι παπούτσια, ένα ζευγάρι βίδες με ανάποδες «βόλτες» κ.ο.κ. Τα σώματα αυτά ονομάζονται χειρόμορφα ή χειρικά.

Στη χημεία υπάρχουν μόρια χειρόμορφα και μόρια μη χειρόμορφα. Χειρόμορφα μόρια ονομάζονται τα μόρια τα οποία δεν ταυτίζονται με το κατοπτρικό τους είδωλο. Αυτό σημαίνει ότι μιας ένωση της οποίας τα μόρια είναι χειρόμορφα απαντά σε δύο μορφές, τα εναντιομερή.

Τα μόρια αυτά ενώ έχουν τον ίδιο μοριακό τύπο, εμφανίζουν διαφορές στις φυσικές και χημικές ιδιότητές τους. Αυτό είναι ένα είδος ισομέρειας – για την ακρίβεια στερεοϊσομέρειας – που ονομάζεται εναντιομέρεια.

Μια ένωση για να παρουσιάζει εναντιομέρεια πρέπει να στερείται επιπέδου συμμετρίας. Στις οργανικές ενώσεις αυτό συμβαίνει συνήθως όταν στο μόριο της ένωσης περιέχεται τουλάχιστον ένα άτομο άνθρακα που συνδέεται με τέσσερις διαφορετικές ομάδες (ονομάζεται ασύμμετρο άτομο άνθρακα και συμβολίζεται με C*)

Chirality-670_aminoacid

Tα αμινοξέα εμφανίζουν χειρομορφία

Τα χειρόμορφα μόρια παίζουν καθοριστικό ρόλο στην ανάπτυξη της ζωής. Οι ζωντανοί οργανισμοί άλλοτε χρησιμοποιούν τη δεξιόστροφη και άλλοτε την αριστερόστροφη μορφή ενός μορίου. Έτσι, τα αμινοξέα που δημιουργούν τις πρωτεΐνες, υπάρχουν μόνο σε αριστερόστροφη μορφή, ενώ τα σάκχαρα (ριβόζη) στο μόριο του DNA μόνο σε δεξιόστροφη.

Μια ομάδα αστρονόμων χρησιμοποιώντας ραδιοτηλεσκόπια ανακάλυψε για πρώτη φορά χειρόμορφο οργανικό μόριο έξω από το ηλιακό μας σύστημα. Πρόκειται για το μόριο οξείδιο του προπυλενίου (CH3CHOCH2). Εντοπίστηκε κοντά στο κέντρο του γαλαξία μας, στο μεσοαστρικό νέφος «Τοξότης Β2» (Sgr B2), σε μια περιοχή όπου σχηματίζονται νέα άστρα. Μέχρι σήμερα είχαν ανιχνευθεί χειρόμορφα μόρια σε μετεωρίτες που έπεσαν στη Γη ή σε κομήτες του ηλιακού μας συστήματος.

Το πρώτο χειρόμορφο οργανικό μόριο στον διαστρικό χώρο ανακάλυψε η ερευνητική ομάδα των B. McGuire & P.B. Carroll et al, χρησιμοποιώντας τα ραδιοτηλεσκόπια Green Bank (GBT) στη Δυτική Βιρτζίνια και το ραδιοτηλεσκόπιο Parkes στην Αυστραλία.

Το μόριο του μόριο του οξείδίου του προπυλενίου (CH3CHOCH2) είναι μικρότερο σε μέγεθος από τα αμινοξέα και δεν χρησιμοποιείται από τους ζωντανούς οργανισμούς, αλλά χρησιμοποιείται συχνά στην κατασκευή πλαστικών. Συγκαταλέγεται πλέον μεταξύ των 180 περίπου πολύπλοκων μορίων που ανακαλύφθηκαν συνολικά μέχρι σήμερα στο διάστημα.

Σύνθετα οργανικά μόρια σχηματίζονται στα διαστρικά νέφη με διάφορους τρόπους. Η πιο βασική οδός είναι διαμέσου της σύγκρουσης και συγχώνευσης σωματιδίων, με προϊόντα πιο μεγάλα μόρια. Όμως ο τρόπος αυτός δεν είναι τόσο αποτελεσματικός για πιο πολύπλοκα μόρια.

Οι αστρονόμοι θεωρούν ότι στον σχηματισμό πιο περίπλοκων μορίων σαν το οξείδιο του προπυλενίου παίζουν ρόλο λεπτοί «μανδύες» πάγου που καλύπτουν κόκκους μεσοαστρικής σκόνης, βοηθώντας έτσι να συνδεθούν τα μικρά μόρια μεταξύ τους προς μεγαλύτερες δομές.

Προς το παρόν, οι ερευνητές δεν μπορούν αποφανθούν για το αν το μόριο CH3CHOCH2  είναι αριστερόστροφο ή δεξιόστροφο. Ξέρουν όμως πως είναι δυνατό να προσδιοριστεί πιο από τα δυο εναντιομερή, το αριστερόστροφο ή το δεξιόστροφο, είναι πιο άφθονο, αν π.χ. καταφέρουν να παρατηρήσουν την αλληλεπίδραση πολωμένου φωτός με τα μόρια του οξειδίου του προπυλενίου.

Η ανακάλυψη αυτή αποτελεί ένα μικρό βήμα προς την απάντηση ερωτημάτων όπως: γιατί εμφανίζεται η  χειρομορφία στο σύμπαν, γιατί το ένα εναντιομερές είναι πιο άφθονο σε σχέση με το άλλο και ποια είναι η σχέση της χειρομορφίας με τη ζωή.

Διαβάστε επίσης: Γιατί τα αμινοξέα των ζωντανών οργανισμών στη Γη είναι αριστερόστροφα; 

πηγές:
1. public.nrao.edu: Life’s First Handshake: Chiral Molecule Detected in Interstellar Space
2. science.sciencemag.org: Discovery of the interstellar chiral molecule propylene oxide (CH3CHCH2O)