Los bloques de construcción para la vida basada en ARN abundan en el centro de nuestra galaxia

Los nitrilos, una clase de moléculas orgánicas con un grupo ciano, es decir, un átomo de carbono unido con un triple enlace insaturado a un átomo de nitrógeno, son típicamente tóxicos. Pero, paradójicamente, también son un precursor clave de moléculas esenciales para la vida, como los ribonucleótidos, compuestos por las nucleobases o «letras» A, U, C y G unidas a un grupo ribosa y fosfato, que juntos forman el ARN. Ahora, un equipo de investigadores de España, Japón, Chile, Italia y EE. UU. muestra que se produce una amplia variedad de nitrilos en el espacio interestelar dentro de la nube molecular G+0,693-0,027, cerca del centro de la Vía Láctea.

El Dr. Víctor M. Rivilla, investigador del Centro de Astrobiología del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) en Madrid, España, y primer autor del nuevo estudio publicado en Fronteras en Astronomía y Ciencias del Espaciodijo: «Aquí mostramos que la química que tiene lugar en el medio interestelar es capaz de formar de manera eficiente múltiples nitrilos, que son precursores moleculares clave del escenario ‘RNA World'».

Posible mundo ‘solo ARN’

De acuerdo con este escenario, la vida en la Tierra se basó originalmente solo en el ARN, y el ADN y las enzimas proteicas evolucionaron más tarde. El ARN puede cumplir ambas funciones: almacenar y copiar información como el ADN y catalizar reacciones como las enzimas. De acuerdo con la teoría del «Mundo del ARN», los nitrilos y otros componentes básicos para la vida no tienen por qué haber surgido necesariamente en la Tierra misma: también podrían haberse originado en el espacio y «viajado a dedo» a la joven Tierra dentro de meteoritos y cometas durante el «Late». «Fuerte Bombardeo», hace entre 4.100 y 3.800 millones de años. En apoyo, se han encontrado nitrilos y otras moléculas precursoras de nucleótidos, lípidos y aminoácidos dentro de cometas y meteoritos contemporáneos.

Pero, ¿de dónde en el espacio podrían haber venido estas moléculas? Los principales candidatos son las nubes moleculares, que son regiones densas y frías del medio interestelar y son adecuadas para la formación de moléculas complejas. Por ejemplo, la nube molecular G+0.693-0.027 tiene una temperatura de alrededor de 100 K y tiene aproximadamente tres años luz de diámetro, con una masa de aproximadamente mil veces la de nuestro sol. No hay evidencia de que las estrellas se estén formando actualmente dentro de G+0.693-0.027, aunque los científicos sospechan que podría evolucionar para convertirse en un vivero estelar en el futuro.

«El contenido químico de G+0,693-0,027 es similar al de otras regiones de formación estelar de nuestra galaxia, y también al de los objetos del sistema solar como los cometas. Esto significa que su estudio puede brindarnos información importante sobre los ingredientes químicos que estaban disponibles en las nebulosas que dan origen a nuestro sistema planetario», explicó Rivilla.

Espectros electromagnéticos estudiados

Rivilla y sus colegas utilizaron dos telescopios en España para estudiar los espectros electromagnéticos emitidos por G+0.693-0.027: el telescopio IRAM Granada de 30 metros de ancho y el telescopio Yebes de 40 metros de ancho en Guadalajara. Detectaron los nitrilos cianoaleno (CH₂CCHCN), cianuro de propargilo (HCCCH₂CN), y cianopropino, que aún no se había encontrado en G+0,693-0,027, aunque se había informado en 2019 en la nube oscura TMC-1 en las constelaciones de Tauro y Auriga, una nube molecular con condiciones muy diferentes a G +0,693-0,027.

Rivilla y el equipo también encontraron posible evidencia de la presencia en G+0.693-0.027 de cianoformaldehído (HCOCN) y glicolonitrilo (HOCH₂CN). Se detectó cianoformaldehído por primera vez en las nubes moleculares TMC-1 y Sgr B2 en la constelación de Sagitario, y gliconitrilo en la protoestrella similar al Sol IRAS16293-2422 B en la constelación de Ofiuco.

Otros estudios recientes también han reportado otros precursores de ARN dentro de G+0.693-0.027 como el glicolaldehído (HCOCH₂OH), urea (NH₂CONH₂), hidroxilamina (NH₂OH) y 1,2-etenodiol (C₂H₄O₂), lo que confirma que la química interestelar es capaz de proporcionar los ingredientes más básicos para el «Mundo del ARN».

Los nitrilos entre las familias químicas más abundantes en el espacio

El autor final, el Dr. Miguel A Requena-Torres, profesor de la Universidad de Towson en Maryland, EE. UU., dijo: «Gracias a nuestras observaciones en los últimos años, incluidos los resultados actuales, ahora sabemos que los nitrilos se encuentran entre las familias químicas más abundantes. en el universo. Los hemos encontrado en nubes moleculares en el centro de nuestra galaxia, protoestrellas de diferentes masas, meteoritos y cometas, y también en la atmósfera de Titán, la luna más grande de Saturno”.

La segunda autora, la Dra. Izaskun Jiménez-Serra, también investigadora del CSIC y del INTA, anticipa: «Hasta ahora hemos detectado varios precursores simples de ribonucleótidos, los componentes básicos del ARN. Pero todavía faltan moléculas clave que son difíciles de detectar». Por ejemplo, sabemos que el origen de la vida en la Tierra probablemente también requirió otras moléculas como los lípidos, responsables de la formación de las primeras células, por lo que también deberíamos centrarnos en comprender cómo se podrían formar los lípidos a partir de precursores más simples disponibles en el medio interestelar».