Para peneliti telah menemukan petunjuk baru dalam pencarian asal usul kehidupan dengan menunjukkan bahwa peptida dapat terbentuk pada debu dalam kondisi seperti yang terjadi di luar angkasa. Molekul-molekul ini, yang merupakan salah satu blok bangunan dasar dari semua kehidupan, oleh karena itu mungkin tidak berasal dari planet kita sama sekali, tetapi mungkin dari awan molekul kosmik.
Semua kehidupan seperti yang kita tahu terdiri dari blok bangunan kimia yang sama. Ini termasuk peptida, yang melakukan berbagai fungsi yang sangat berbeda dalam tubuh, mengangkut zat, mempercepat reaksi atau membentuk perancah penstabil dalam sel. Peptida terdiri dari asam amino individu yang disusun dalam urutan tertentu. Urutan yang tepat menentukan sifat akhir peptida.
Bagaimana biomolekul serbaguna ini muncul adalah salah satu pertanyaan tentang asal usul kehidupan. Asam amino, nukleobasa, dan berbagai gula yang ditemukan di meteoroid, misalnya, menunjukkan bahwa asal usul kehidupan bisa jadi berasal dari alam luar. Namun, agar peptida dapat terbentuk dari molekul asam amino individu, diperlukan kondisi yang sangat khusus yang sebelumnya dianggap lebih mungkin ada di Bumi.
Langkah pertama membutuhkan air, sedangkan untuk langkah kedua, tidak boleh ada air
“Air memainkan peran penting dalam cara konvensional pembuatan peptida,” kata Dr Serge Krasnokutski dari Laboratory Astrophysics and Cluster Physics Group dari Max Planck Institute for Astronomy di University of Jena. Dalam proses ini, asam amino individu bergabung untuk membentuk rantai. Agar ini terjadi, satu molekul air harus dihilangkan setiap kali. “Perhitungan kimia kuantum kami sekarang telah menunjukkan bahwa asam amino glisin dapat dibentuk melalui prekursor kimia yang disebut amino ketena yang bergabung dengan molekul air. Sederhananya: dalam kasus ini, air harus ditambahkan untuk langkah reaksi pertama. dan air harus dihilangkan untuk yang kedua.”
Dengan pengetahuan ini, tim yang dipimpin oleh fisikawan Krasnokutski kini telah mampu mendemonstrasikan jalur reaksi yang dapat berlangsung dalam kondisi kosmik dan tidak membutuhkan air.
“Daripada mengambil jalan memutar kimia di mana asam amino terbentuk, kami ingin mengetahui apakah molekul ketena amino dapat bergabung secara langsung untuk membentuk peptida,” kata Krasnokutski, menjelaskan ide dasar di balik pekerjaan tersebut. Dia menambahkan: “kami melakukan ini di bawah kondisi seperti di awan molekuler kosmik, yaitu pada partikel debu dalam ruang hampa, di mana bahan kimia yang sesuai hadir melimpah: karbon dan amonia .”
Dalam ruang vakum ultra-tinggi, substrat yang berfungsi sebagai model untuk permukaan partikel debu disatukan dengan karbon, amonia, dan karbon monoksida pada sekitar satu kuadriliun tekanan udara normal dan minus 263 derajat Celcius.
“Penyelidikan menunjukkan bahwa dalam kondisi ini, poliglisin peptida terbentuk dari bahan kimia sederhana,” kata Krasnokutski. “Oleh karena itu, ini adalah rantai asam amino glisin yang sangat sederhana, dan kami mengamati panjang yang berbeda. Spesimen terpanjang terdiri dari sebelas unit asam amino.”
Dalam eksperimen ini, tim Jerman juga berhasil mendeteksi adanya dugaan amino ketena. “Fakta bahwa reaksi dapat berlangsung pada suhu rendah adalah karena molekul amino ketena sangat reaktif. Mereka bergabung satu sama lain dalam polimerisasi yang efektif. Produk dari ini adalah poliglisin.”
Efek tunneling mekanik kuantum mungkin berperan
“Hal mengejutkan bagi kami bahwa polimerisasi amino ketena dapat terjadi dengan mudah dalam kondisi seperti itu,” kata Krasnokutski. “Ini karena penghalang energi sebenarnya harus diatasi agar hal ini terjadi. Namun, mungkin kita terbantu oleh efek khusus mekanika kuantum. Dalam langkah reaksi khusus ini, atom hidrogen mengubah tempatnya. Namun sangat kecil, sehingga sebagai partikel kuantum, ia tidak dapat mengatasi penghalang tetapi hanya dapat melintasinya, sehingga dapat dikatakan, melalui efek terowongan.”
Sekarang setelah jelas bahwa tidak hanya asam amino, tetapi juga rantai peptida, dapat dibuat dalam kondisi kosmik, kita mungkin harus melihat tidak hanya ke Bumi tetapi juga lebih jauh ke luar angkasa untuk meneliti asal usul kehidupan.
Opini sainspedia team
Memgetahui kehidupan dapat tercipta dilingkungna kosmik seperti itu, Ini menambah peluang kemungkinan adanya kehidupan yang terbentuk diluar sana. Bagaimana menurut saintis?
Jurnal Referensi:
- S. A. Krasnokutski, K.-J. Chuang, C. Jäger, N. Ueberschaar, Th. Henning. 2022. A pathway to peptides in space through the condensation of atomic carbon. Nature Astronomy, 2022; DOI: 10.1038/s41550-021-01577-9
Tinggalkan komentar