Miért választja az élet zömmel a balkezes molekulákat?
Először detektáltak királis molekulákat a csillagközi térben. Az asztrobiológusok szerint a kezességgel rendelkező molekulák felfedezése az űrben egy lépéssel közelebb vihet minket annak megfejtéséhez, hogy milyen mértékű szerencsére volt szükség a földi élet kialakulásához.
Az igen érzékeny rádióteleszkópokat használó kutatók az első komplex szerves királis molekulát fedezték fel az űrben. A propilén-oxidot (CH3CHOCH2) galaxisunk központjától nem messze a Sagittarius B2-nek nevezett hatalmas csillagformáló porfelhőben figyelték meg amerikai és ausztrál csillagászok, akik a munkát a Prebiotic Interstellar Molecular Survey részeként végzik.
A királis molekulák jobb és balkezes verziója ugyanazokból az atomokból épül fel, de mint jobb és bal kezünk is – maga a királis szó a görög kéz jelentésű, „cheir” szóból származik – nem azonosak. (A molekuláris kiralitás akkor alakul ki, ha a szénatomhoz négy különféle ligand kötődik.) Bizonyos szerves molekulák szintén rendelkeznek tükörképekkel, meteoritokban is találtunk már ilyeneket, azonban ez az első eset, hogy az űrben sikerült kimutatni királis tulajdonságú molekulát.
Brett A. McGuire és munkatársainak eredménye a Science-ben jelent meg (Discovery of the interstellar chiral molecule propylene oxide (CH3CHCH2O)), és mint a kutatók elmondják, eredményük megnyitja az utat, hogy a további kutatások meghatározhassák, hogyan és hol jött létre a molekulák kezessége, és miért van a molekulák egyik féle változatából több, mint a másikból.
Napjainkig 180 féle molekulát detektáltak az űrben, de ez az első királis tulajdonságú, ami azért érdekes, mert az élet molekulái közül a legfontosabbak – így pl. a nukleinsavak vagy az aminosavak is – királis tulajdonságúak. (A legtöbb molekulát egyébként, amit eddig az űrben detektáltak, a Sagittarius B2 porfelhőben fedezték fel, ami 150 fényévnyi átmérőjével galaxisunk legnagyobb porfelhője.)
Ahogy a molekulák az űrben vibrálnak, sajátos frekvenciájú radióhullámú jelet bocsátanak ki, amit megfelelő érzékenységű rádióteleszkóppal érzékelni lehet. Ha az adott spektrumvonalat többször és több helyről is meg lehet figyelni, a kutatóközösség elfogadja, hogy egy új molekulát mutattak ki az űrben.
Mindazonáltal, a jelenlegi adatok alapján még nem lehet megmondani, hogy a gázfelhőt jobb vagy balkezes propilén-oxid alkotja, mivel a királis molekuláknak nemcsak az olvadás- és forráspontja, de az általuk emittált/reflektált fény spektruma is megegyezik. A spektrum olyan, mint a kezünk árnyéka, magyarázzák a kutatók, lehetetlen megmondani, hogy egy árnyék jobb vagy bal kézhez tartozik. Most a kutatók előtt tehát az a feladat áll, hogy kitalálják, milyen módszerrel lehetne eldönteni, több van-e balkezes propilén-oxidból, mint a jobbosból.
Sok királis molekulából a földi élet csak az egyik fajtát használja, azonban a kutatók még nem értik, hogy miért csak az egyiket vagy csak a másikat. A sejtés az, hogy a magyarázat az űrben rejlik: a molekulák az űrben keletkeznek, eddig ismeretlen okoknál fogva az egyik irányú molekulákból több, mint a másik kezesből, és az űrben kialakult molekulák meteoritokban és üstökösökben érkeznek a bolygókra. Az elképzelések szerint a Földre is így kerülhettek a királis molekulák, amelyekből aztán létrejött az élet.
Bár a királis molekulák fizikai és kémiai tulajdonságai megegyeznek, biológiai sajátosságaik eltérőek lehetnek, így pl. óriási különbség lehet a szagukban. A bal kezes carvone nevű molekula adja a menta illatát, míg jobb kezes párja a köménymagét. A földi élet zömmel balkezes molekulákat használ, és egyelőre nem tudjuk hogy hogyan, miért és mikor alakult ki ez az aszimmetria, hiszen a tükörmolekulák fizikai sajátságai megegyeznek. Az ismert élet csak jobbkezes ribózt használ pl. az RNS vagy az ATP felépítéséhez, viszont valamennyi aminosav balkezes. (Balos ribóz nincs a természetben, míg jobbos aminosavak vannak.)
Miért választja az élet zömmel a balkezes molekulákat? Ennek a kérdésnek a megválaszolása a kutatók szerint a biológia egyik legnagyobb feladata.
