Los químicos le “ponen hierro al asunto” de la vida en el universo

A medida que los astrónomos apuntan con sus telescopios a las estrellas cercanas, en busca del premio final de un planeta similar a la Tierra, los químicos vuelcan su atención en los constituyentes fundamentales de la vida, con la esperanza de descubrir el modo en que las criaturas llegaron a ocupar nuestro planeta, y quizás aprender de paso algo más sobre la vida en otros lugares. O como dirían los estudiosos de Star Trek: ¿Cuáles son las probabilidades de que la sangre cuprosa verde-azulada de Mr. Spock corra verdaderamente por venas alienígenas?

Astrónomos del Observatorio Lowell revelaron este mes la detección por primera vez de vapor de agua en la atmósfera de un planeta cercano (llamado HD209458b) a 150 años luz de la Tierra. Muy a menudo los científicos de la NASA que exploran Marte y los astrobiólogos, se refieren al agua como el ingrediente fundamental para la aparición de vida extraterrestre.

Pero no podemos olvidarnos de otros ingredientes, señalaron los bioquímicos en un par de trabajos publicados en la edición actual de la revista Science, tales como el hierro que da su color rojo a la hemoglobulina de los glóbulos encargados del transporte del oxígeno en nuestro cuerpo, y cuya curiosa química podría explicar por qué estamos aquí ahora.

“Es interesante preguntarse como sería la vida en este momento si el hierro fuese menos abundante”, escribe la bioquímica Carrie Wilmot, de la Universidad de Minnesota en un comentario en Science sobre los dos estudios publicados sobre las enzimas de hierro. Las enzimas aceleran las reacciones químicas; son los destornilladores y martillos que emplea el cuerpo en la construcción celular, acelerando la liberación química de la energía que hace la vida posible, entre otras cosas.

Por ejemplo, en uno de los estudios, dirigido por Gergely Katona de la Universidad J. Fourier en Grenoble (Francia), los investigadores responden a la cuestión de cómo algunas de las formas de vida más sencillas – las bacterias y los curiosos microbios llamados archaea, criaturas que liberan metano y se encuentran normalmente en medio ambientes extremos – emplean una enzima anclada al hierro llamada superóxido-reductasa (SOR) para tomar oxígeno, el verdadero reactivo de la vida, y convertirle en una sustancia más manejable como es el peróxido de hidrógeno. La enzima actúa como un “antioxidante” para los microbios, evitando los daños que el oxígeno reactivo causaría en la estructura de estas criaturas unicelulares.

En el segundo estudio, los investigadores Elena Kovaleva y John Lipscomb, también de la Universidad de Minnesota, observaron una enzima de hierro llamada “dioxigenasa rompe-anillos” ampliamente utilizada en las limpiezas medioambientales. Las bacterias que se diseminaron tras el hundimiento y vertido del Exxon Valdez en Alaska, por ejemplo, empleaban dioxigenasas rompe-anillos para dividir las moléculas del petróleo.

En ambos estudios, los equipos emplearon una nueva técnica, ideada parcialmente por Wilmot, mediante la cual los investigadores congelaban rápidamente a las enzimas en plena acción mientras provocaban rápidas reacciones químicas. Ambos estudios descubrieron un intricado baile de reagrupamientos moleculares (or “visiones asombrosas de las diversas relaciones estructurales que las enzimas mononucleares de hierro no-hemo pueden orquestar”, si prefieres la terminología científica de Wilmot) en las enzimas con núcleo férrico a medida que aceleran las reacciones.

Es estudio de estas humildes enzimas microbianas provoca grandes cuestiones acerca de la vida, añade Wilmot. Señala además que el desarrollo de criaturas multicelulares complejas (es decir, animales y plantas) se logró aparentemente 1.500 millones después de la creación de la Tierra (tras “el aburrido primer millar de millones de años” tal y como lo llamó en Science el científico Richard Kerr en el año 2005) gracias a la abundancia de hierro en nuestro planeta. Hasta entonces, el hierro sumergido se oxidó a costa del oxígeno fotosintético producido por las algas. Después, hace aproximadamente 2.000 millones de años, una vez que todo el hierro susceptible de oxidarse lo hizo, “las cosas cambiaron”, escribe Wilmot, y las enzimas de hierro como las observadas en los estudios citados ayudaron a que las formas de vida sencillas respiraran y quemaran el oxígeno presente en la atmósfera para obtener energía. Esto hizo posible la vida compleja.

¿Y qué nos dice esto sobre la vida en otros lugares del universo? ¿Qué pasa con un planeta similar a la Tierra pero con menos hierro? “En este escenario los organismos multicelulares habrían evolucionado mucho antes, y en este momento de su vida geológica probablemente la vida sería mucho más compleja de lo que vemos aquí en la actualidad”, comenta Wilmot. Pero esos complejos Vulcanianos de ahí afuera (como Mr. Spock) probablemente no tendrían sangre basada en el cobre, sugiere la científica, aunque algunos de sus colegas creen que en cambio el manganeso sería una posibilidad. En cambio, Wilmot sugiere que cualquier forma de vida extraterrestre contará probablemente con una bioquímica basada dependiente del carbono y del hierro, igual que cualquier criatura de la Tierra. “Mi punto de vista personal es que la vida en el universo se basa en el carbono, y que todas necesitan a los metales (la cantidad, uso y distribución variará dependiendo de la disponibilidad). El hierro es tan común en el universo que también espero que sea el socio dominante de los compuestos orgánicos en las formas de vida extraterrestre”.

Traducido de Chemists pump iron for answers about life in the universe.

(Nótese el juego de palabras entre el localismo “pump iron” = levantar pesas y las acepciones más normales de to “pump“ = bombear y “iron” = hierro).

2 Comentarios

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Gerardo ArayaGerardo Araya

Tengo una pregunta importante para un proyecto de cajas sismicas: Requiero laminas de hierro de 1x2mx6mm dentro de este hierro, quiero mas resistencia y un 5% de cobre, dandole un porsentaje de carbono al un 1%, mas de la lamina que se vende en America que anda en 0,25% C.
La pregunta es: Dare mas fuerza al hierro con mas carbono,
la cantidad de hierro que compraremos es muy grande para citar 140mil laminas de 1x2n, angulares de 9mm, tornillos y otros. Muchas gracias.

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