DALLE MOLECOLE ORGANICHE ALLE BIOMOLECOLE


Tutte le difficoltà affrontate nel paragrafo precedente, sono state incontrate per sintetizzare soltanto i “mattoni” – i monomeri, per dirla con il termine tecnico – delle macromolecole biologiche.

Passando poi alla seconda fase della “evoluzione chimica” quella in cui le “molecole prebiotiche” avrebbero reagito tra di loro per formare polisaccaridi, polipeptidi – e poi proteine – e polinucleotidi – e poi acidi nucleici -, che unendosi insieme avrebbero formato i primi organismi, le difficoltà salgono alle stelle. Qui il “caso” invocato dagli abiogenisti si rivela molto, molto intelligente.

Anche tralasciando il fatto che, negli anni 1980, le difficoltà esposte hanno portato i ricercatori più seri del settore a dubitare che possa mai essere esistito un “brodo prebiotico”, come da questo “brodo prebiotico” siano potuti nascere per caso organismi viventi non è mai stato spiegato esaurientemente da nessuno.

Chiralità
La prima difficoltà è data dalla chiralità o attività ottica delle sostanze di origine biologica, dovuta alla dissimmetria sterica delle molecole (2). Gran parte delle molecole organiche sono dissimmetriche, ossia prive di piani di simmetria, così che possono esistere in due forme distinte, dette enantiomeri, che differiscono tra di loro per essere l’una la immagine speculare dell’altra così come la mano destra differisce dalla sinistra, donde il nome dimolecole chirali -dal greco chéir, “mano”-. La possibilità di distinguere tra di loro i due enantiomeri è data, appunto, dalla loro attività ottica: se la soluzione di un enantiomero, attraversata da un raggio di luce polarizzata, ne ruota il piano di polarizzazione, per esempio, verso destra, una soluzione uguale dell’enantiomero opposto lo ruoterà, a parità di condizioni sperimentali, di un uguale angolo verso sinistra (3). La miscela di eguali quantità dei due enantiomeri si chiama racemo e, ovviamente, non ruota il piano della luce polarizzata.

Orbene, tutte le molecole chirali che fanno parte degli organismi biologici sono enantiomeri puri, e tutti della stessa configurazione cioè “tipo mano destra” o “tipo mano sinistra”, a seconda della classe di molecole a cui appartengono. Così, tutti gli zuccheri presenti negli acidi nucleici, oppure nei tessuti e nelle strutture biologiche, sono otticamente attivi e tutti hanno la stessa configurazione sterica, “a forma di mano destra” mentre tutti gli amminoacidi che entrano a fare parte delle proteine sono sempre otticamente attivi – meno la glicina, che è simmetrica – e tutti hanno la stessa configurazione sterica, quella “tipo mano sinistra”.

Invece, tutte le sintesi di amminoacidi compiute dagli abiogenisti dànno luogo a miscele racemiche (eguali quantità dell’enantiomero “destro” e di quello “sinistro”), dato che, per obbedienza al presupposto di partenza, sono compiute su reagenti non chirali, senza impiegare catalizzatori otticamente attivi. Addirittura, l’assenza di enantiomeri puri tra i prodotti è stata addotta come prova che gli amminoacidi non erano dovuti a contaminazione da parte di microorganismi (4).

Ora, è difficile capire perché da reazioni casuali tra amminoacidi statisticamente distribuiti tra le due forme si sarebbero formati polipeptidi enantiomericamente puri; lo stesso dicasi per i “precursori prebiotici” dei polisaccaridi e degli acidi nucleici.

Tale difficoltà era tanto insuperabile che nel 1984 il chimico statunitense James Peter Ferris – un abiogenista il quale, una decina d’anni prima, era addirittura riuscito a farsi finanziare dalla NASA, l’ente nazionale aeronautico e spaziale degli Stati Uniti d’America, una fantascientifica ricerca sulla fotosintesi di composti organici nell’atmosfera di Giove (5)- doveva ammettere che quello della chiralità in natura era un problema insoluto e verosimilmente insolubile, a meno di nuove scoperte del tutto imprevedibili. Poiché le ricerche successive non hanno dato risultati apprezzabili, il problema rimane ancora insoluto.

Molecole in sequenza
Ma non basta. Nelle proteine, non solo la configurazione sterica, ma anche la sequenza degli amminoacidi è tutt’altro che casuale, come pure la sequenza delle basi puriniche e pirimidiniche negli acidi nucleici: entrambe sono strettamente ordinate alle funzioni biologiche della macromolecola all’interno dell’organismo; tra le sequenze di basi negli acidi nucleici e le sequenze di amminoacidi nelle proteine esiste una correlazione valida per tutto il mondo biologico – il codice genetico, basato sulla corrispondenza fra terne di basi e amminoacidi -, così che la struttura dei primi determina quella delle seconde.

Polipeptidi statistici sono stati ottenuti da Fox riscaldando a 170°C una miscela di amminoacidi posti su un pezzo di roccia vulcanica (6), e dalla équipe romena di Simionescu – insieme con polisaccaridi a struttura non ordinata, pseudo-lipidi e impurezze varie – mediante esperimenti simili a quelli di Miller, ma condotti sotto vuoto alle temperature “siberiane” di -40°C e -60°C, anziché a pressione e a temperatura ambiente (7).

I prodotti ottenuti, posti in soluzioni acquose, si aggregano in microsfere, talvolta delimitate da una membrana polisaccaridica, chiamate dagli autori modelli di “protocellule” (8), ma che con le cellule autentiche non hanno proprio niente a che vedere: sono prive di attività metaboliche e riproduttive, in altre parole non vivono.

***
(1) Parte del testo è tratta da Giulio Dante Guerra, La vita non è nata per caso, in Cristianità n. 97 (1983).
(2) Per ovvie ragioni di comprensibilità, mi limiterò a una spiegazione piuttosto elementare e semplificata, anche se non errata. Per una trattazione sistematica cfr., per esempio, Giulio Natta e Mario Farina, Stereochimica, molecole in 3D, Mondadori, Milano 1968.
(3) Questo non significa però che tutti gli enantiomeri “a forma di mano destra” ruotino il piano della luce polarizzata verso destra e tutti quelli “a forma di mano sinistra” verso sinistra, come sembra dire J. Monod (op. cit., p. 58, nota). Un simile “strafalcione”, decisamente “da bocciatura”, non stupisce in Monod, visto il già notato “pressappochismo” e l’autentico disprezzo dell’intelligenza del lettore di cui è pieno il suo libro. Dispiace, invece, lo stesso errore da parte di uno studioso serio come Fondi (in G. Sermonti e R. Fondi, Dopo Darwin, Critica all’evoluzionismo, Rusconi 1980, p. 173). Mi auguro che venga corretto in una seconda edizione del libro.
(4) S. L. Miller, Production of Organic Compounds under Possible Primitive Earth

Tratto da storia libera

 

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