¿Cómo empezó la vida? ¿Cómo las reacciones químicas en la Tierra primitiva crearon estructuras complejas y autorreplicantes que se convirtieron en seres vivos tal como los conocemos? Según una escuela de pensamiento, antes de la era actual de vida basada en el ADN, existía un tipo de molécula llamada ARN. (o ácido ribonucleico). El ARN, que sigue siendo un componente crucial de la vida hoy en día, puede replicarse y catalizar otras reacciones químicas, pero las moléculas de ARN están formadas por componentes más pequeños llamados ribonucleótidos. ¿Cómo se habrían formado estos bloques de construcción en la Tierra primitiva y luego se habrían combinado en ARN? Los químicos como yo estamos tratando de recrear la cadena de reacciones necesarias para formar el ARN en los albores de la vida, pero es una tarea desafiante. Sabemos que cualquier reacción química que creó los ribonucleótidos debe haber podido ocurrir en el entorno complicado y desordenado que se encuentra en nuestro planeta hace miles de millones de años. He estado estudiando si las reacciones «autocatalíticas» pueden haber jugado un papel. Estas son reacciones que producen sustancias químicas que estimulan que se repita la misma reacción, lo que significa que pueden sostenerse en una amplia gama de circunstancias. En nuestro último trabajo, mis colegas y yo hemos integrado la autocatálisis en una vía química bien conocida para producir la bloques de construcción de ribonucleótidos, lo que podría haber sucedido plausiblemente con las moléculas simples y las condiciones complejas que se encuentran en la Tierra primitiva. La reacción formosa Las reacciones autocatalíticas desempeñan funciones cruciales en la biología, desde la regulación de los latidos del corazón hasta la formación de patrones en las conchas marinas. De hecho, la replicación de la vida misma, donde una célula toma nutrientes y energía del medio ambiente para producir dos células, es un ejemplo particularmente complicado de autocatálisis. Una reacción química llamada reacción de formosa, descubierta por primera vez en 1861, es una de las Los mejores ejemplos de una reacción autocatalítica que podría haber ocurrido en la Tierra primitiva. En esencia, la reacción formosa comienza con una molécula de un compuesto simple llamado glicolaldehído (hecho de hidrógeno, carbono y oxígeno) y termina con dos. El mecanismo se basa en un suministro constante de otro compuesto simple llamado formaldehído. Una reacción entre glicolaldehído y formaldehído produce una molécula más grande, separando fragmentos que retroalimentan la reacción y la mantienen en marcha. Sin embargo, una vez que se acaba el formaldehído, la reacción se detiene y los productos comienzan a degradarse de moléculas de azúcar complejas a alquitrán. Leer más: ¿Puede la lejía ayudar a resolver el origen de la vida en la sopa primordial? La reacción de la formosa comparte algunos ingredientes comunes con una vía química bien conocida para producir ribonucleótidos, conocida como vía de Powner-Sutherland. Sin embargo, hasta ahora nadie ha intentado conectar ambas cosas, y con razón. La reacción formal se caracteriza por ser «no selectiva». Esto significa que produce muchas moléculas inútiles junto con los productos reales que desea. Un giro autocatalítico en el camino hacia los ribonucleótidos En nuestro estudio, intentamos agregar otra molécula simple llamada cianamida a la reacción de la formosa. Esto hace posible que algunas de las moléculas formadas durante la reacción sean «desviadas» para producir ribonucleótidos. La reacción aún no produce una gran cantidad de componentes básicos de ribonucleótidos. Sin embargo, los que produce son más estables y es menos probable que se degraden. Lo interesante de nuestro estudio es la integración de la reacción de formosa y la producción de ribonucleótidos. Investigaciones anteriores han estudiado cada uno por separado, lo que refleja cómo los químicos suelen pensar acerca de la fabricación de moléculas. En términos generales, los químicos tienden a evitar la complejidad para maximizar la cantidad y pureza de un producto. Sin embargo, este enfoque reduccionista puede impedirnos investigar interacciones dinámicas entre diferentes vías químicas. Estas interacciones, que ocurren en todas partes del mundo real fuera del laboratorio, son posiblemente el puente entre la química y la biología. Aplicaciones industriales La autocatálisis también tiene aplicaciones industriales. Cuando se agrega cianamida a la reacción de formosa, otro de los productos es un compuesto llamado 2-aminooxazol, que se usa en la investigación química y en la producción de muchos productos farmacéuticos. La producción convencional de 2-aminooxazol a menudo usa cianamida y glicolaldehído, el último de los cuales es caro. Si se puede preparar usando la reacción de formosa, solo se necesitará una pequeña cantidad de glicolaldehído para iniciar la reacción, lo que reducirá costos. Actualmente, nuestro laboratorio está optimizando este procedimiento con la esperanza de que podamos manipular la reacción autocatalítica para abaratar y abaratar las reacciones químicas comunes. más eficientes y sus productos farmacéuticos más accesibles. Quizás no sea tan importante como la creación de vida misma, pero creemos que aún así podría valer la pena. Leer más: Nos hemos equivocado sobre los orígenes de la vida durante 90 años Autor: Quoc Phuong Tran – Candidato a doctorado en Química Prebiótica, UNSW Sydney
Source link
Etiqueta: tierra
El interior de la Tierra está lleno de manchas de otro planeta que se estrelló contra nuestro mundo durante sus inicios. En la década de 1980, los geofísicos descubrieron una revelación notable. Dos enormes masas de material inusual que se esconden en lo profundo del núcleo de la Tierra, cada una de una escala continental, una ubicada debajo del continente africano y la otra debajo del Océano Pacífico. Estas misteriosas masas, cada una del doble del tamaño de la Luna, han cautivado a la comunidad científica durante la última década debido a su distinta composición elemental en comparación con el manto circundante. Ahora los científicos creen haber resuelto el misterio. Son los restos de un planeta, Theia, que se estrelló contra la Tierra durante las primeras etapas de su vida. Un nuevo estudio en el que participan investigadores de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de la Universidad Estatal de Arizona (ASU) propone que una parte sustancial de Theia se integró en la Tierra joven, formando las manchas mientras que los restos residuales de la colisión se fusionaron para dar origen a nuestra Luna. Teorizan esto ya que las simulaciones realizadas por los investigadores revelaron que una parte sustancial de la energía impartida por el impacto de Theia permaneció en la sección superior del manto. Debido a que el impacto no logró licuar completamente el manto inferior, los materiales ricos en hierro de Theia permanecieron predominantemente intactos.
Source link
Lo más destacado de la historia Los astronautas pueden ganar temporalmente 2 pulgadas de altura, pero sufren pérdida muscular y dolor de espalda. Más contramedidas que incluyan ejercicio pueden ayudar a mitigar el dolor y la pérdida muscular CNN – Una estadía de seis meses en la Estación Espacial Internacional puede ser un dolor de espalda para los astronautas. Si bien pueden ganar hasta 2 pulgadas de altura temporalmente, ese efecto va acompañado de un debilitamiento de los músculos que sostienen la columna, según un nuevo estudio. Los astronautas han estado reportando dolor de espalda desde finales de la década de 1980, cuando las misiones espaciales se hicieron más largas. Los datos médicos de su vuelo muestran que más de la mitad de los astronautas estadounidenses han informado de dolor de espalda, especialmente en la zona lumbar. Hasta el 28% indicó que se trataba de un dolor de moderado a intenso, que en ocasiones duraba toda la misión. Las cosas no mejoran cuando regresan a la gravedad de la Tierra. En el primer año después de su misión, los astronautas tienen un riesgo 4,3 veces mayor de sufrir una hernia de disco. «Es una especie de problema continuo que ha sido motivo de preocupación importante», afirmó el Dr. Douglas Chang, primer autor del nuevo estudio y profesor asociado de cirugía ortopédica y jefe del servicio de medicina física y rehabilitación de la Universidad de California en San Francisco. Diego Salud. «Por lo tanto, este estudio es el primero en partir de una descripción epidemiológica y analizar los posibles mecanismos de lo que está sucediendo en la espalda de los astronautas». Como estar enyesado Se ha centrado mucha atención en los discos intervertebrales, los amortiguadores esponjosos que se encuentran entre nuestras vértebras, como los culpables de los problemas de espalda que enfrentan los astronautas. Pero el nuevo estudio va en contra de esa idea. En esta investigación, financiada por la NASA, el equipo de Chang observó pocos o ningún cambio en los discos, su altura o hinchazón. Lo que sí observaron en seis astronautas que pasaron de cuatro a siete meses en la ISS fue una tremenda degeneración y atrofia de la musculatura de soporte de la columna lumbar (inferior), dijo Chang. Estos músculos son los que nos ayudan a mantenernos erguidos, caminar y mover nuestras extremidades superiores en un entorno como la Tierra, al mismo tiempo que protegen los discos y ligamentos de tensiones o lesiones. En microgravedad, el torso se alarga, probablemente debido a la descarga de la columna, en la que la curvatura de la columna se aplana. Los astronautas tampoco usan el tono muscular en la parte baja de la espalda porque no se inclinan ni usan la parte baja de la espalda para moverse, como en la Tierra, dijo Chang. Aquí es donde se produce el dolor y la rigidez, como si los astronautas estuvieran enyesados durante seis meses. Las resonancias magnéticas antes y después de las misiones revelaron que los astronautas experimentaron una disminución del 19% en estos músculos durante su vuelo. «Incluso después de seis semanas de entrenamiento y reacondicionamiento aquí en la Tierra, sólo están recuperando alrededor del 68% de sus pérdidas», explicó Chang. Chang y su equipo consideran que esto es un problema grave para las misiones tripuladas a largo plazo, especialmente cuando se considera un viaje a Marte que podría tardar ocho o nueve meses en llegar al Planeta Rojo. Ese viaje, y el posible tiempo que los astronautas pasan en la gravedad marciana (38% de la gravedad superficial de la Tierra) crean el potencial de atrofia muscular y pérdida de condición física. La investigación futura del equipo también analizará los problemas reportados en el cuello, donde puede haber aún más casos de atrofia muscular y un período de recuperación más lento. También esperan asociarse con otra universidad en ultrasonidos de la columna vertebral a bordo, para observar lo que les sucede a los astronautas mientras están en la estación espacial. Como a nadie le gusta el dolor de espalda y la pérdida de masa muscular, Chang sugirió contramedidas que deberían agregarse al entrenamiento de dos a tres horas que los astronautas realizan cada día en la estación espacial. Aunque sus máquinas de ejercicio se centran en una variedad de cuestiones que incluyen la salud cardiovascular y esquelética, el equipo cree que los viajeros espaciales también deben incluir un programa de fortalecimiento central centrado en la columna. Además de la posición de “retracción fetal” que los astronautas usan en microgravedad para estirar la zona lumbar o aliviar el dolor de espalda, Chang sugirió yoga. Pero él sabe que es más fácil decirlo que hacerlo. “Mucho yoga depende de los efectos de la gravedad, como el perro boca abajo, donde es posible estirar los isquiotibiales, los músculos de las pantorrillas, la nuca y los hombros gracias a la gravedad. Cuando eliminas eso, es posible que no obtengas el mismo beneficio”. Cualquier máquina en la estación espacial también debe diseñarse teniendo en cuenta el peso, el tamaño e incluso las reverberaciones que podrían producir en la estación. Chang y los otros investigadores intercambiaron ideas con un equipo de realidad virtual sobre diferentes programas de ejercicio que permitirían a los astronautas invitar a amigos, familiares o incluso seguidores de Twitter a unirse a ellos en un entrenamiento virtual, haciendo que la repetición diaria de sus entrenamientos fuera más divertida y competitiva. Uno de los compañeros de equipo de Chang sintió este dolor personalmente. El Dr. Scott Parazynski es el único astronauta en alcanzar la cima del Monte Everest. Experimentó una hernia de disco después de regresar de la ISS a la Tierra. Menos de un año después, cuando intentó escalar el Everest por primera vez, tuvo que ser transportado en avión. Después de un proceso de rehabilitación, finalmente logró la cumbre. Ahora habla con los astronautas actuales sobre las formas en que pueden contribuir a los estudios sobre su salud en microgravedad. Siga a CNN Health en Facebook y Twitter. Vea las últimas noticias y comparta sus comentarios con CNN Health en Facebook y Twitter. Mantener a los astronautas sanos y en forma es lo mínimo que pueden hacer, afirmó Chang. «Cuando una tripulación regresa, dicen que en un lado de la estación espacial, ven este hermoso planeta azul», dijo. “Todo lo que aprecian está en este pequeño y frágil planeta. Y miran por la otra ventana y ven el infinito extendiéndose hacia la oscuridad, y regresan con un sentido diferente de sí mismos y de su lugar en el universo. «Todos ellos están comprometidos a promover el conocimiento espacial y dar pasos graduales hacia adelante en todo lo que puedan para la próxima tripulación».