Todos os seres vivos precisam de células e energia para se replicar. Sem esses blocos de construção fundamentais, os organismos vivos na Terra não seriam capazes de se reproduzir e simplesmente não existiriam.

Pouco se sabia sobre um elemento-chave nos blocos de construção, fosfatos, até agora. Pesquisadores da Universidade do Havaí em Mānoa, em colaboração com colegas na França e Taiwan, fornecem novas evidências convincentes de que esse componente vital foi encontrado para ser gerado no espaço sideral e entregue à Terra em seu primeiro bilhão de anos por meteoritos ou cometas. Os compostos de fósforo foram então incorporados em biomoléculas encontradas em células de seres vivos na Terra.

A pesquisa inovadora é descrita em "An Interstellar Synthesis of Phosphorus Oxoacids, "de autoria do estudante de graduação UH Mānoa Andrew Turner, agora professor assistente da Universidade de Pikeville, e o professor de química UH Mānoa, Ralf Kaiser, na edição de setembro da Nature Communications .

De acordo com o estudo, fosfatos e ácido difosfórico são dois elementos principais essenciais para esses blocos de construção na biologia molecular. Eles são os principais constituintes dos cromossomos, os portadores de informação genética em que o DNA é encontrado. Juntamente com os fosfolipídios nas membranas celulares e trifosfato de adenosina, que funcionam como transportadores de energia nas células, eles formam material autorreplicante presente em todos os organismos vivos.

Replicando as condições interestelares

Em uma câmara de ultra-alto vácuo resfriada a 5 K (-450 ℉) no W.M. Laboratório de Pesquisa Keck em Astroquímica em UH Mānoa, a equipe do Havaí replicou grãos gelados interestelares revestidos com dióxido de carbono e água, que são onipresentes nas nuvens moleculares frias, e fosfina. Quando exposto à radiação ionizante na forma de elétrons de alta energia para simular os raios cósmicos no espaço, múltiplos oxoácidos de fósforo, como ácido fosfórico e ácido difosfórico, foram sintetizados por meio de reações de não equilíbrio.

"Na terra, fosfina é letal para os seres vivos, "disse Turner, autor principal. "Mas no meio interestelar, uma química de fosfina exótica pode promover vias de reação química raras para iniciar a formação de moléculas biorelevantes, como oxoácidos de fósforo, que eventualmente pode desencadear a evolução molecular da vida como a conhecemos. "

Kaiser acrescentou, "Os oxoácidos de fósforo detectados em nossos experimentos por combinação de análises sofisticadas envolvendo lasers, acoplado a espectrômetros de massa junto com cromatógrafos de gás, também pode ter sido formado dentro do gelo de cometas como 67P / Churyumov-Gerasimenko, que contém uma fonte de fósforo que se acredita derivar da fosfina. ”Kaiser diz que essas técnicas também podem ser usadas para detectar vestígios de explosivos e drogas.

"Uma vez que os cometas contêm, pelo menos parcialmente, os restos do material do disco protoplanetário que formou nosso sistema solar, esses compostos podem ser rastreados de volta ao meio interestelar, onde quer que haja fosfina suficiente em gelos interestelares, "disse Cornelia Meinert, da Universidade de Nice (França).

Após a entrega à Terra por meteoritos ou cometas, esses oxoácidos de fósforo podem estar disponíveis para a química do fósforo prebiótica da Terra. Portanto, uma compreensão da síntese fácil desses oxoácidos é essencial para desvendar a origem dos compostos de fósforo prebióticos solúveis em água e como eles podem ter sido incorporados em organismos não apenas na Terra, mas potencialmente em nosso universo também.