¿La quiralidad del ADN y la proteína demuestra el diseño inteligente?
Publicación del mes: julio de 2008
por Dr.GH
Asunto: | Resumen de los problemas del origen de la vida 3 - Revisión Fecha: | 14 Jul 2008 Message-ID: | 180c6e6f-8ade-4020-8120-792a2c111fc1@j22g2000hsf.googlegroups.com
apobetics escribió:
>> Aminoácidos
>> 1. Los aminoácidos son necesarios para la vida, pero no se forman
>> de forma espontánea, o natural.
>> 2. Los aminoácidos formados por Miller eran una mezcla de D- y L-aminoácidos
>> yet D- amino acids are poisonous to living organisms. (mientras que los aminoácidos D
>> son tóxicos para los organismos vivos). Miller would need to demonstrate how the first life could use both D- and L-
>> aminoácids and later change into only L- amino acids. tendría que demostrar cómo la vida primitiva podría usar tanto aminoácidos D- como L-
>> aminoácidos y más tarde cambiar a solo aminoácidos L.
>> Para todos los efectos prácticos, los aminoácidos deben descartarse como
>> que se formen naturalmente por sí mismos. Los aminoácidos son una evidencia prima facia
>> de un diseñador sobrenatural que es el verdadero axioma primario - "En el
>> principio Dios creó aminoácidos".
Devil's Advocaat escribió:
> Y me gustaría hacer la siguiente respuesta.
> Cientos de aminoácidos de ocurrencia natural han sido aislados e
> identificados, la mayoría de los cuales nunca se encuentran en organismos vivos.
> Las paredes celulares de muchas bacterias contienen D-alanina y D-glutámico
> en su estructura. Incluso algunas de las proteínas producidas por caracoles cono
> contienen aminoácidos D. Sugerir que los aminoácidos no pueden formarse
> "espontáneamente, o naturalmente" ignora el hecho de que las reacciones químicas
> no son eventos al azar, y enfatiza la idea creacionista de que "X
> no pudo haber ocurrido por azar, por lo tanto X tuvo que haber sido
> deliberadamente creado".
> Ahora pasando a la parte que "apobetics" no obtuvo de Carl
> Werner's "Evolution: The Grand Experiment". "apobetics" afirma que
> "Los aminoácidos son una evidencia prima facia de un diseñador sobrenatural".
> Pero, ¿qué quiere decir con "evidencia prima facia"? La frase real creo que debería haber escrito es "prima facie", que significa "en su
> primera apariencia" o "en primera instancia", y en círculos legales se refiere
> a algo que en el primer examen parece ser evidente por sí mismo a partir de
> los hechos. Esto no significa que el tema esté confirmado por los hechos,
> como parece pensar "apobetics" por su publicación. "apobetics" es uno de
> muchos que se oponen a la teoría de la evolución simplemente porque no encaja
> con su cosmovisión. A él y a otros de su mismo tipo solo tengo que decir: "necessitas probandi incumbit ei qui agit".
El documento clásico era, por supuesto, el artículo de Stanley Miller de 1953
Con algo más de información incluida en:
Miller, Stanley, Harold C. Urey 1959 "Organic Compound Synthesis on the Primitive Earth" Science vol 139 Num 3370: 254-251
Miller mostró que una configuración muy simple que imitaba algunos aspectos clave del planeta Tierra temprano podía producir rápidamente aminoácidos, entre otras cosas.
Este resultado ha sido uno de los experimentos más repetidos (y confirmados) que yo haya encontrado. A pesar de esto, los creacionistas reclaman de forma regular que es inválido. Jonathan Wells, un colega del "Discovery Institute" creacionista, afirma haber refutado el experimento Miller/Urey (y todo lo que llamó "iconos" darwinistas).
Pero la atmósfera no es el único lugar de síntesis. Por ejemplo:
Blank, J.G. Gregory H. Miller, Michael J. Ahrens, Randall E. Winans 2001 "Experimental shock chemistry of aqueous amino acid solutions and the cometary delivery of prebiotic compounds" Origins of Life and Evolution of the Biosphere 31(1-2):15-51, Feb-Apr
Chyba, Christopher F., Paul J. Thomas, Leigh Brookshaw, Carl Sagan 1990 "Cometary Delivery of Organic Molecules to the Early Earth" Science Vol. 249:366-373
Engel, Michael H., Bartholomew Nagy, 1982 "Distribution and Enantiomeric Composition of Amino Acids in the Murchison Meteorite", Nature , 296, April 29, , p. 838.
Matthews CN. 1992 Hydrogen cyanide polymerization: a preferred cosmochemical pathway. J. Br. Interplanet Soc. 45(1):43-8
Schoonen, Martin A. A., Yong Xu 2001 "Nitrogen Reduction Under Hydrothrmal Vent Conditions: Implications for the Prebiotic Synthesis of C-H-O-N Compounds" Astrobiology 1:133-142
Los creacionistas también insisten en que sin una atmósfera reductora no podía haber producción de aminoácidos. Creo que fue absolutamente apropiado que la última publicación de Stanley Miller, 55 años después de su artículo innovador, demostrara que en una atmósfera neutra, o incluso con trazas de oxígeno libre, podían formarse suficientes aminoácidos en presencia de minerales comunes como la calcita.
Así que los aminoácidos son fáciles y abundantes en la Tierra prebiótica.
En cuanto a la quiralidad (sobre la que los creacionistas suelen pontificar sin la menor idea de lo que significa), en realidad no hay ningún problema en absoluto.
Pasteur descubrió que la mayoría de los aminoácidos vienen en dos formas que se pueden identificar por cómo refractan la luz. Etiquetamos estas L- (de levo o izquierda) y D- (de dextró, o derecha). Lo interesante es que la vida en la Tierra usa la forma L de aminoácidos y casi nunca usa la forma D-. Una solución de solo una forma se llama "quiral" y una mezcla de formas aproximadamente 50/50 se llama racémica. Los tipos (L o D) se llaman enantiómeros.
Las bases de ácidos nucleicos mencionadas antes también se encuentran en formas D- y L-, pero en este caso la vida en la Tierra solo usa la forma D.
Los creacionistas suelen presentar esto como un misterio profundo que se supone "prueba" que ellos tienen razón. Quiero mencionar un buen ejemplo donde se usan ambos aminoácidos, izquierdos y derechos, en un ser vivo. Parece muy raro, pero ocurre. La próxima vez que un creacionista afirme ser un "experto" y que la quiralidad de los aminoácidos "pruebe" algo sobrenatural, puedes dejarlos boquiabiertos. La proteína se llama Gramicidina A y tiene 8 aminoácidos L, 6 aminoácidos D y una glicina, que es un aminoácido que no es ni L ni D en su estructura. He encontrado que incluso muchos biólogos apostarían un "adult beverage" a que todas las proteínas son exclusivamente aminoácidos L.
Antes de seguir, hay que añadir a la discusión un par de hechos químicos básicos. Primero, los aminoácidos L se convierten aleatoriamente en aminoácidos D con el tiempo, y las formas D se convierten en formas L. Esto se llama "racemización" porque eventualmente terminarás con cantidades iguales de aminoácidos L y D. La velocidad a la que esto ocurre varía según el aminoácido y su entorno. La conversión más rápida sucede en las moléculas de aminoácidos solas en agua caliente. Bajo condiciones frías y secas, cuando los aminoácidos están unidos unos a otros, o mejor aún, si también están unidos a un mineral, la racemización puede ser muy lenta. Muy, muy lenta.
Esto significa que, si existe una pequeña ventaja de un lado u otro, la forma favorecida se convertirá en la forma dominante. La ventaja proviene de una dirección sorprendente: el espacio exterior.
Service, RF, 1999. Does life's handedness come from within? Science 286: 1282-1283.
Antonio Chrysostomou, T. M. Gledhill,1 Franois Mnard, J. H. Hough, Motohide Tamura and Jeremy Bailey 2000 "Polarimetry of young stellar objects -III. Circular polarimetry of OMC-1" Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume 312 Issue 1 Page 103 - February
Michael H. Engel and Bartholomew Nagy, 1982 "Distribution and Enantiomeric Composition of Amino Acids in the Murchison Meteorite", Nature , 296, April 29, , p. 838.
Jeremy Bailey, Antonio Chrysostomou, J. H. Hough, T. M. Gledhill, Alan McCall, Stuart Clark, Franois Mnard, y Motohide Tamura 1998 Circular Polarization in Star-Formation Regions: Implications for Biomolecular Homochirality Science 1998 July 31; 281: 672-674. (in Reports)
Chyba, Christopher F. 1997 Origins of life: A left-handed Solar System? Nature 389, 234- 235 (18 Sep 1997)
Engel, M. H., S. A. Macko 1997 Isotopic evidence for extraterrestrial non-racemic amino acids in the Murchison meteorite. Nature 389, 265 - 268 (18 Sep) Letters to Nature
Eso debería ser suficiente por ahora. La siguiente pregunta es si la ventaja de los aminoácidos L puede conservarse en la formación de moléculas más complejas llamadas "péptidos?" Sí.
Saghatelion A, Yokobayashi Y, Soltani K, Ghadiri MR, 2001"A chiroselective peptide replicator", Nature 409: 797-51, Feb
Singleton, D A,& Vo, L K, 2002 "Enantioselective Synthsis without Discrete Optically Active Additives" J. Am. Chem. Soc. 124, 10010-10011
Yao Shao, Ghosh I, Zutshi R, Chmielewski J. 1998 Selective amplification by auto- y cross-catalysis in a replicating peptide system. Nature. Dec 3;396(6710):447-50.
Y parece que también hay otras ventajas de selección de L. Por ejemplo:
Así que la quiralidad no parece ser un gran problema. Esto es muy distinto de la forma en que los creacionistas la presentan. Citan algunos informes desactualizados y luego afirman falsamente que la vida quiral es imposible por medios naturales.
Hay argumentos más amplios para un origen racémico de la vida.
Edward Trifonov (2004) confirmó dos ideas, que los aminoácidos más antiguos eran los más fáciles de formar mediante abiogénesis, que los codones y los aa's se organizaron simultáneamente para formar oligómeros cortos (lo que no citó fue la noción de que los oligómeros pueden formarse espontáneamente, están "seleccionados" simplemente por ser estables y que los ARN (o las PNA de Lacanzo y Miller) imprimen y replican "péptidos cortos" de "éxito"). Trifonov escribió: "La cronología de aminoácidos en sí misma es la quintesencia de la sencillez natural y el oportunismo: usa primero esos aminoácidos que están disponibles. Cuando se hace con todos los codones, toma de esos aminoácidos los que tienen demasiados."
El hecho es que hay una lista creciente de proteínas cortas con aa's D, (la mayoría de las que conozco son componentes de membrana bacterianos, pero también hay ejemplos de levaduras a humanos). Añade a esto que la mayoría de las bacterias han evolucionado enzimas que convierten aa's L en aa's D para los mismos aminoácidos prebianóticos de Miller. Nuevamente, incluso nosotros, los humanos, tenemos enzimas para usar aa's D.
Argumento:
- las células antiguas usaban aa's L y D racémicos porque estaban fácilmente disponibles,
- eventos biológicos y bioquímicos redujeron la disponibilidad de aa's D,
- las bacterias evolucionaron racemasas para mantener/sostener sus rutas metabólicas existentes, como lo atestiguan las racemasas de aminoácidos L a D encontradas incluso en humanos. Luego: La "cuestión" de quiralidad en el OOL no es una cuestión.
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