El misterio de la preferencia de la vida por una forma específica de moléculas, como los aminoácidos y los azúcares, que existen en dos formas espejo pero solo una es utilizada en los organismos vivos, podría finalmente ser clarificado. Investigadores de Empa y del Forschungszentrum Jülich en Alemania han arrojado luz sobre un fenómeno inesperado: la interacción entre los campos eléctricos y magnéticos podría jugar un papel crucial en esta elección.
Crédito: Advanced Materials (2023). DOI: 10.1002/adma.202308666
Desde Louis Pasteur hasta galardonados con el Premio Nobel como Pierre Curie, la cuestión de la "homociralidad" de las moléculas biológicas ha sido un enigma. Estas moléculas, aunque químicamente idénticas, adoptan formas que son imagen espejo la una de la otra, denominadas enantiómeros. ¿Por qué la vida favorece una forma sobre la otra? Las respuestas posibles siguen siendo especulativas, a pesar de la similitud de sus propiedades físico-químicas.
La explicación podría encontrarse en la interacción única entre los campos magnéticos y eléctricos. Experimentos recientes han demostrado que estos campos podrían "discriminar" entre las dos formas de una molécula al interactuar con superficies metálicas específicas. Al depositar moléculas quirales sobre "islas" de cobalto magnético dispuestas sobre una superficie de cobre, los investigadores observaron una marcada preferencia por una de las formas enantioméricas, dependiendo de la orientación del campo magnético aplicado.
Además, el transporte de electrones a través de las moléculas depende de su quiralidad en presencia de superficies magnetizadas, filtrando los electrones según su espín, una propiedad cuántica. Este fenómeno, llamado selectividad de espín inducida por la quiralidad (CISS, por sus siglas en inglés), muestra que incluso moléculas individuales pueden exhibir este efecto, aunque los mecanismos subyacentes siguen siendo un misterio.
Estos hallazgos no responden completamente a la pregunta sobre la quiralidad de la vida planteada por Vladimir Prelog, pero abren un camino hacia la comprensión de cómo las reacciones químicas catalizadas por superficies, en el "caldo primigenio" de la Tierra primitiva, podrían haber favorecido la acumulación de una forma específica de biomoléculas. Así, los campos eléctricos y magnéticos podrían haber jugado un papel determinante en el surgimiento de la vida tal y como la conocemos.
Fuente: Advanced Materials