Há mais de cem anos, os cientistas se deparam com um paradoxo: as moléculas-chave da vida se apresentam em duas versões espelho perfeitamente simétricas, chamadas de "esquerda" ou "direita", mas os seres vivos só retêm uma. Os aminoácidos são quase exclusivamente "esquerdos", os açúcares "direitos", etc. Essa preferência, chamada homociralidade, permanecia até agora sem explicação simples.
Hoje, uma equipe israelense propõe uma pista vinda do mundo quântico: o spin dos elétrons.
Os pesquisadores, liderados por Yossi Paltiel e Ron Naaman, descobriram que quando elétrons atravessam moléculas espelho, seu spin interage de forma diferente com cada forma. Essa diferença só aparece quando as moléculas estão em movimento ou envolvidas em reações. Em equilíbrio, as duas versões permanecem idênticas, mas em dinâmica, seu comportamento não se reflete mais perfeitamente.
As duas formas espelho de um aminoácido.
Imagem Wikimedia Esse viés sutil, embora minúsculo, poderia se acumular ao longo do tempo. Se uma versão de uma molécula interage um pouco mais eficazmente com seu ambiente graças à influência do spin, ela pode levar vantagem sobre a outra durante reações químicas ou processos de transporte. Ao longo de longos períodos, esse leve desequilíbrio poderia explicar como uma única forma se tornou dominante na biologia.
O estudo, publicado na
Science Advances, questiona a ideia de que as moléculas espelho têm efeitos perfeitamente simétricos.
Esses resultados abrem pontes entre física, química e biologia. Eles indicam que as propriedades quânticas, como o spin, puderam influenciar a evolução molecular desde os primeiros instantes da vida.
O spin eletrônico
O spin é uma propriedade quântica dos elétrons, frequentemente comparada a uma rotação sobre si mesmos. Ele pode ser orientado "para cima" ou "para baixo", e essa orientação influencia as interações magnéticas. Nos materiais, o spin desempenha um papel fundamental em fenômenos como o magnetismo ou a spintrônica. Mas seu envolvimento na biologia é mais recente.
O estudo mostra que, quando elétrons atravessam uma molécula assimétrica (quiral), seu spin se alinha preferencialmente em uma direção de acordo com a forma da molécula, o que quebra a simetria espelho. Esse efeito, chamado de "quiralidade induzida pelo spin", já havia sido observado em sistemas simples, mas nunca ainda no domínio da biologia.
Essa descoberta indica que o spin pode ser um vetor de assimetria em escala molecular.
Fonte: Science Advances