La estabilidad del ácido barbitúrico ante la perjudicial luz ultravioleta, que en la etapa primitiva de nuestro planeta incidía sin la protección de la capa de ozono; respalda su posible rol como precursor de las nucleobases del ARN y el ADN, que conforman el material genético de los seres vivos. De esta forma lo demuestran las simulaciones computarizadas hechas por químicos de la Universidad Autónoma de Madrid.
¿Cómo se originó la vida en nuestro planeta?
Resolver el misterio sobre la aparición de la vida en la Tierra; la transición de la materia inerte hasta llegar a organismos con capacidad de reproducirse; resulta una de las interrogantes clave en la ciencia. Entre los aspectos fundamentales que se investigan en este tema, son las moléculas precursoras del material genético.
Recientes trabajos científicos llegaron a establecer cuáles son las propiedades que deben poseer dichos precursores para que pudieran llegar a sobrevivir en las primeras etapas de nuestro planeta; donde se debe considerar su estabilidad, disponibilidad o capacidad para interaccionar entre sí.
El ácido barbitúrico es una de las moléculas que cumple con los criterios para ser precursor de la vida en la Tierra
Entre cientos de moléculas que han sido ya estudiadas por los científicos, solamente existen dos que cumplen con todos los criterios fundamentales; y una de esas moléculas es el ácido barbitúrico. El cual es reconocido por tratarse de un compuesto principal de los tratamientos médicos barbitúricos, pero en sí mismo este compuesto no tiene actividad farmacológica.
En la actualidad, partiendo de simulaciones computacionales, un equipo de químicos perteneciente a la Universidad Autónoma de Madrid, UAM; ha estado estudiando la respuesta a la luz en sistemas similares a las cinco nucleobases del ADN y el ARN desde sus estructuras. En sí, han llegado a analizar el ácido barbitúrico, con lo que han confirmado su estabilidad ante la radiación ultravioleta.
Esta característica es realmente importante, ya que en la etapa primigenia de la Tierra no había una capa de ozono en la atmósfera que lograra bloquear los rayos UV; los cuales son muy dañinos para el material genético de los seres vivos del planeta.
El estudio fue reconocido como uno de los más importantes del año
Este trabajo científico fue publicado en la revista especializada “Physical Chemistry Chemical Physics”, la cual llegó a reconocerlo como uno de los estudios más importantes del año. Fue clasificado como un “hot article” de 2022.
En el estudio se demostró que cuando una molécula logra absorber luz, esta tiende a perder ese exceso de energía para poder regresar a la situación inicial; lo que puede llevarse a cabo de diferentes formas.
Por una parte, puede ocurrir que emita la luz que fue absorbida, proceso conocido como fluorescencia o fosforescencia. Por otro lado, es probable que la molécula llegue a cambiar su estructura para evolucionar hasta otras especies, fenómeno conocido como fotorreactividad.
Ahora bien, existe una tercera opción, hay un tipo de especie fotoestable, capaz de transformar toda la energía absorbida en calor, de manera que su estructura puede permanecer intacta.
Son estas características deseables para las moléculas de la vida o biomoléculas; debido a que han permitido siempre salvaguardar su integridad. Lo que fue particularmente significativo en las etapas en las cuales se originó la vida en el planeta; en los momentos en que las condiciones del ambiente eran muy adversas, donde se incluye la terrible radiación ultravioleta.
Inés Corral de la UAM y una de las autoras del trabajo científico; explicó que el estudio forma parte de una investigación que busca establecer cuáles son los factores que determinaron la superioridad de las 5 nucleobases del material genético; y que por tanto llegaron a controlar la fotoestabilidad de la biomolécula de ADN tal como se conoce en la actualidad.
La exposición a la luz ultra violeta del ácido barbitúrico conlleva a la disipación de la energía absorbida
El estudio terminó demostrando que la exposición de la luz ultra violeta del ácido barbitúrico conlleva a la disipación de la energía absorbida como calor; lo que ocurre sin provocar cambios químicos en su estructura.
Corral explicó que, de acuerdo con sus simulaciones y resultados de otros estudios experimentales; el proceso se llevaría a cabo en escalas de tiempo muy rápidas, en el rango de picosegundos, lo que equivale a la billonésima parte de un segundo.
Para terminar, Corral dijo que el estudio forma parte de una serie de investigaciones que buscan establecer los factores electrónicos y estructurales que llegaron a determinar la superioridad de las 5 nucleobases: adenina, timina, guanina, uracilo y citosina. Moléculas que componen el ARN y el ADN, responsables de controlar la fotoestabilidad de la biomolécula de ADN, así como la conocemos actualmente.
