domenica 17 maggio 2015

THE ORIGIN OF PROTEINS: The molecular asymmetry problem (pert four)

Post n.22 English  

It seems a strange thing, as we saw in the previous article, that Levo quartz accumulates on its own surface the Levo amino acids and Destro quartz, the Destro amino acids. The obvious question is: what is the relationship between the quartz structure and molecular structure of amino acids?   None.
A beam of natural light is made from a very large number of rays whose electric vector oscillates in all directions. Schematically represented in figure 4.1a.

If such a light beam hits special crystals, called polarizing prisms, or Polaroid filters, all the rays, except one, are deflected or absorbed. The electric vector of the only outgoing beam, always oscillates in the same direction and the plane (x 'x) on which lies the propagation direction is called: the plane of the polarized light, Figure 4.1b. Similar light beams are called: linearly polarized light.
In nature there are several substances and minerals which, if crossed by a beam of polarized light, have the property to rotate the plane of polarized light, rightwards or leftwards. An analyser placed inside a device called polarimeter, whose visual field is divided into two semicircular parts, allows us to observe this deviation. This property is called optical activity and depends on the molecular structures for substances. For the crystals it depends on the crystalline structure, that is, the arrangement of atoms, ions or atomic groups within the crystal.
 In the inorganic world, the most common mineral that has optical activity is the quartz.
The quartz crystals were initially studied focussing on their outer arrangement of the faces on the crystal itself. Since comes in two different forms, one a mirror image of the other, it was assigned the morphological designation, Destro (D) and Levo (L). At the beginning of 1800s, when J. B. Biot analyzed quartz with polarized light, he did not know its internal structure, its crystal structure yet. Now, since the quartz morphologically Destro revolved right and quartz morphologically Levo, left, he gave the denomination D and L.
At the end of 1800s, X-rays were discovered. The X-ray analysis of the quartz showed that it is composed of tetrahedral structural units with the silicon atom in the centre and the oxygen atoms at the vertices.

These structural units are linked together to form right-handed and left-handed helices.

The analysis highlighted a fundamental fact: in quartz, optically and morphologically "Destro", the helixes are left-handed and in quartz optically and morphologically "Levo" the helixes are right-handed.
(Form: Rudolf Rykart, Quartz-Monographie, 1995)

So, when we say that L quartz absorbs on its surface the L amino acids, it’s actually the Right-handed quartz structure that accumulates the L amino acids.
The name assigned to Biot nevertheless benefited and is universally used.
As we said, there are several substances, such as amino acids, which in solution rotate the plane of polarized light. The same sense of rotation adopted by Biot for quartz was also adopted for substances, but was given the + sign if turned Right and - if it turned Left. This rotation has no correspondence with the designation L and D for amino acids. The denomination is related to the molecular structure that has been determined through universally accepted sequence rules, but arbitrary. There is in fact an L (+) Valine as well as the L (-) Proline.
With these clarifications, we return to our main problem.
The two molecular forms of amino acids, Destro and Levo, have the same chemical-physical properties, and it was believed that they were inseparable.
Meanwhile, through the double electrical layers we have made a first step. Quartz separates the Destro amino acids from Levo and connects deductively this separation with the fundamental principles of physics theory. But, since in reference to the amino acids, there is only an L-life, there must exist, in the inorganic world, an asymmetric substance only with an L-form that has retained and accumulated on its surface only the L amino acids.
The idea of ​​existence of an asymmetric mineral, in the inorganic way, was born from reading Encrenaz Thérèse’s article, “L’acqua nel Sistema solare”, Le Scienze (2001).
It highlighted how the water molecules are not all the same but there are of two types: ortho molecules and para molecules.
The nuclei of atoms, such as electrons, rotate around their own axis clockwise or counterclockwise. Due to this rotation, called spin, the nuclei and the electrons behave as tiny magnets.
The spin effect is most visible in the permanent magnets. In a permanent magnet, the spins of some electrons of the atoms that constitute it, all have the same orientation. Since each electron can be considered a very small magnet, the cumulative effect of all the spins gives rise, at a macroscopic level, the properties of the magnet.
The nuclei of the hydrogen atoms constituting the water present, as other atoms, nuclear spins.
 The water contains two hydrogen atoms, their spins may eventually go half in one direction and half in the opposite direction. Well it was discovered that in 75% of the water molecules of our planet, the spins of the two hydrogen atoms have the same direction of rotation, meaning, they are parallel. They are called: ortho molecules. In the remaining 25% they are antiparallel and are called para molecules.
Even pure hydrogen presents ortho molecules and para molecules with the same percentages. Although the magnetic field associated with the nuclei is very weak, several researchers have shown how, in pure hydrogen, the para hydrogen presents vapour pressure, boiling point and specific heat different from that of normal hydrogen (Samuel Glasstone, trattato di chimica fisica, 1963 page 100).
In the water molecule hydrogen is bonded to oxygen, and due to the effect of the strong electronegativity of oxygen, the hydrogen electron is moved towards oxygen.

Due to this displacement, on the hydrogen atoms from water a positive charge rises, therefore the small magnetic fields associated with nuclear spins. In para water molecules, a quarter of the water on our planet, the small magnetic fields, as indicated by the antiparallel arrows, cancel
out each other.

In the ortho water molecules, ¾ of water on our planet, the small magnetic fields are parallel

They sum up and tiny permanent magnets oriented in the same direction, rise.
Water is therefore, asymmetric.
Now, the water is the source of survival of living organisms. It was and is decisive for the evolution of the surface of our planet and, for four billion years, has stabilized the temperature within a range compatible with life. Without water the earth would be a barren rocky planet.
The spontaneous question (A question spontaneous arise): is it possible that the water asymmetry played a role in the asymmetry of the molecules essential for life?
Apparently, the two types of asymmetry seem different, one a magnetic type and the other of a structural type. But the molecular structures are formed by atoms linked through electrical interactions, and so both asymmetries are of electromagnetic origin. How these two asymmetries were able to interact is not simple to understand, but this cannot prevent some experimental attempt. The history of science is full of phenomena whose theory has been understood long after their discovery.
The asymmetry of water, however, may not have acted directly on the choice of the asymmetry of life. If we put in water a racemic amino acid, that is 50% Destro and 50% Levo, no deviation of the plane of the polarized light is observed. The water does not have a particular preference for one of two forms.
But then, how may it have led to this decision?
As Miller has shown, the primitive atmosphere was the site of synthesis of the amino acids that were dragged by the rain on the planet's surface. Amino acids, as water, were then distributed across the planet's surface. The water’s asymmetry must, therefore, have acted on a substance that was also distributed across the planet's surface. One of the minerals that was and is present almost everywhere is silica. Silica is also one of the clay components, and so we fall under the Bernal theory.
Quartz is an important component of the earth's crust, but even more important are the silicates that cover over 90% of the earth's crust.
Metamorphic rocks are sediments of silicate that have suffered environmental damage.
The clayey minerals, diffused on the whole surface of the planet, are silicate rocks which have undergone such metamorphosis reacting with H2O and CO2 (carbon dioxide or carbon dioxide). Clay is one of the components of farmlands. One of the components of this metamorphosis is amorphous silica or silica gel. In nature amorphous silica often gives rise to a mineral called opal. The X-ray analysis showed that it is always present in the tetrahedral structural unit and contains microcrystals of tridymite and cristobalite, referred to as crystallites, which are polymorphic forms of quartz. The oldest opal also contains microcrystals of quartz and in fact, with the passage of geological Eras, it is transformed into chalcedony which is a mass of microcrystalline quartz.
The X-ray analysis showed the presence tetrahedral structural unit and also microcrystals of cristobalite in amorphous silica prepared in the laboratory and dried (silica gel). The amorphous silica, in the laboratory, is obtained by reacting, in aqueous solution, sodium silicate (soluble glass) and hydrochloric acid.

Na2SiO3 +2HCl + H2O → 2NaCl + H4SiO4 (ortho silicic acid)

The ortho silicic acid thus obtained polymerize and gives rise to first colloidal silica (sol).

The colloidal silica particles (sol) are not visible and do not stay long in suspension in the solution. After several minutes, they slowly aggregate to form flakes, visible to the naked eye, which precipitate giving rise to a precipitate of amorphous silica (gel). The formation of the colloid is not instantaneous. From H4SiO4 a certain amount of colloid slowly forms an amorphous silica aggregates while another colloid begins to form. The concentration of the colloid in the solution is not always constant.
The formation of silicic acid in nature follow different chemical reactions, but the formation of the sol before and then the gel is identical to the experiments in the laboratory.

As already mentioned, the amorphous silica is one of the components of the metamorphosis of the rocks and is spread practically all over the entire surface of the planet. The silica that precedes the amorphous silica is the colloidal silica. Like all colloids, it is not even visible under the optical microscope. However, even if invisible, the particles are still very large and therefore have very large surfaces. A colloid in solution is then considered a two-phase system, which has the same properties of a liquid in contact with a surface. On the surface of the particle in contact with the liquid medium we can have, phenomena of adsorption, formation of the electrical double layer, etc.
There are no known polarimeter observation researches of siliceous solutions. To be kept in mind, however, that until the 90s the most used polarimeters had a sensitivity of 0.1 degrees, with 10cm polarimeter tubes and a manual slide. With these polarimeters, it was impossible to bring out small deviations of the plane of polarized light. The new digital polarimeters with an automatic slide (type Polax-2L), have 20cm polarimeter tubes in a horizontal position. The deviation of the plane of polarized light is then doubled. They also have a sensitivity of 0.05 degrees and thus also the sensitivity is doubled.
Measurements of the water glass solutions, at various concentrations and times, were made with the polarimeter Polax-2L.
Once the technique was standardized, it was observed that such solutions have optical activity.
In particular, the silica in solution rotates the plane of polarized light to the left.
This deviation will disappear after about 5-10 minutes.
The fact that after a certain time the deviation of the plane of polarized light disappears, this means that the colloid is to have such a characteristic. The amorphous silica, which subsequently is formed by the aggregation of the colloidal particles, forms a cloudy solution without any deflection of polarized light. The addition of ethyl alcohol to the solution substantially increases the deviation of the polarized light. It is well known that ethyl alcohol retards the aggregation of the colloidal particles and so the concentration in the solution is temporarily increased. (Procedure and data: "Prebiotic Chemistry and origin of life")
It therefore appears that, even if of short life, we are in the presence of an asymmetric mineral: the colloidal silica.
As already stated, the amorphous silica presents microcrystals of tridymite and cristobalite.

 The colloidal silica, which precedes the amorphous silica, rotates the plane of polarized light to the left. It therefore seems that the orthosilicic acid, polymerizing, forms, during its brief existence as a colloid, helical structures of Levo quartz type. These structures are transformed into microcrystals of tridymite and cristobalite in amorphous silica and, after geological years, into chalcedony quartz crystals.
Now, if the colloidal silica in aqueous solution gives rise to helical structures, they are as likely to form both Destro and Levo structures. If the structures are only Levo type, this can only be due to the asymmetry of the water.
But how does the water asymmetry determine the asymmetry of the colloidal silica?
And then, is this the missing link to solving the asymmetry molecular problem, of living organisms?

Giovanni Occhipinti

Translated by: Sydney Isae Lukee

venerdì 15 maggio 2015

ORIGINE DELLE PROTEINE (quarta parte), 1) Il problema dell'asimmetria molecolare

Post n. 22

(Parte quarta)

Sembra un fatto singolare, come abbiamo visto nel precedente articolo, che il quarzo Levo accumuli sulla sua superficie proprio l’amminoacido Levo e il quarzo Destro proprio l’amminoacido Destro. Viene allora spontanea la domanda: ma che relazione c’è tra la struttura del quarzo e la struttura molecolare degli amminoacidi?  Nessuna.
Un fascio di luce naturale è costituito da un numero molto grande di raggi
il cui vettore elettrico oscilla in tutte le direzioni. Schematicamente rappresentato in figura 4.1a.

Se un simile fascio di luce incide su speciali cristalli, detti prismi polarizzatori, o speciali filtri detti Polaroid, tutti i raggi, tranne uno, vengono deviati o assorbiti. Il vettore elettrico, dell’unico raggio uscente, oscilla sempre nella stessa direzione e il piano (x’ x) in cui giace la direzione di propagazione viene chiamato: piano della luce polarizzata, figura 4.1b. Un raggio di luce siffatto viene chiamato: luce polarizzata linearmente.
In natura esistono parecchie sostanze e minerali che, se attraversate da un fascio di luce polarizzata, hanno la proprietà di ruotare il piano della luce polarizzata o verso Destra o verso Sinistra. Un analizzatore posto all'interno di un apparecchio detto polarimetro, il cui campo visivo è diviso in due parti semicircolari, ci permette di osservare tale deviazione. Tale proprietà viene chiamata attività ottica e dipende, per le sostanze, dalla struttura molecolare. Per i cristalli essa dipende dalla struttura cristallina, cioè dalla disposizione di atomi, di ioni o gruppi atomici al suo interno.
Nel mondo inorganico, il minerale più comune che presenta attività ottica è il quarzo.
I cristalli di quarzo furono inizialmente studiati rispetto al loro “abito” esterno, cioè rispetto alla disposizione delle facce sul cristallo stesso. Poiché “l’abito” esterno si presenta in due forme diverse, una l’immagine speculare dell’altra, gli fu assegnata la denominazione morfologica Destro (D) e Levo (L). Quando all'inizio del 1800 J. B. Biot analizzò il quarzo con la luce polarizzata non si conosceva ancora la sua struttura interna, la sua struttura cristallina. Ora, poiché il quarzo morfologicamente Destro ruotava a destra e il quarzo morfologicamente Levo a sinistra, egli lasciò la denominazione D e L.

 Alla fine del 1800 furono scoperti i Raggi X. L’analisi del quarzo ai raggi X ha evidenziato che esso è composto da unità strutturali tetraedriche con al centro l’atomo di Silicio ed ai vertici l’ossigeno.

Tali unità strutturali sono legate tra loro in modo da formare eliche destrogire e levogire.
L’analisi ha evidenziato un fatto fondamentale: nel quarzo otticamente e morfologicamente “Destro” le eliche sono Sinistrorse e nel quarzo otticamente e morfologicamente “Sinistro” le eliche sono Destrorse.

(Da: Rudolf Rykart, Quarz-Monographie, 1995)

Così, quando affermiamo che il quarzo L assorbe sulla sua superficie l’amminoacido L in realtà è il quarzo a struttura Destrorsa che accumula l’amminoacido L.
La denominazione assegnata da Biot è però rimasta e viene universalmente utilizzata.
Come abbiamo detto esistono parecchie sostanze, come ad esempio gli amminoacidi, che in soluzione ruotano il piano della luce polarizzata. Lo stesso senso di rotazione adottata da Biot per il quarzo è stata adottata anche per le sostanze, ma fu assegnato il segno + se ruota a Destra e – se ruota a Sinistra. Tale rotazione non ha nessuna corrispondenza con la denominazione L e D degli amminoacidi. Quest’ultima denominazione è riferita alla struttura molecolare che è stata determinata attraverso regole di sequenza universalmente accettate, ma arbitrarie. Esiste infatti una L(+) valina come anche la L (-) Prolina.
Fatte queste precisazioni, ritorniamo al nostro problema principale.
Le due forme molecolari degli amminoacidi, cioè Destro e Levo, presentano le stesse proprietà chimico-fisiche, e si riteneva che fossero inseparabili.
Intanto attraverso i doppi strati elettrici abbiamo fatto un primo passo. Il quarzo separa l’amminoacido Destro dal Levo e collega deduttivamente tale separazione coi principi fondamentali della teoria fisica. Ma, poiché in riferimento agli amminoacidi esiste solo una vita L deve esistere, nel mondo inorganico, una sostanza asimmetrica di forma solo L che abbia trattenuto e accumulato sulla sua superficie solo l’amminoacido L.
L’idea dell’esistenza, nel modo inorganico, di un minerale asimmetrico è nata dalla lettura dell’articolo di Encrenaz Thérèse, L’acqua nel sistema solare, «Le Scienze» (2001).
In esso viene messo in evidenza come le molecole di acqua non sono tutte uguali ma ne esistono di due tipi: molecole orto e molecole para.
I nuclei degli atomi, come gli elettroni, ruotano intorno al proprio asse in senso orario o in senso antiorario. A causa di tale rotazione, chiamata spin, i nuclei e gli elettroni si comportano come piccolissimi magneti.
L’effetto degli spin è più appariscente nei magneti permanenti. In un magnete permanente, gli spin di alcuni elettroni degli atomi che lo costituiscono, hanno tutti lo stesso orientamento. Poiché ogni elettrone può essere considerato un piccolissimo magnete, l’effetto cumulativo di tutti gli spin dà origine, a livello macroscopico, alle proprietà del magnete.
I nuclei degli atomi di idrogeno costituenti l’acqua presentano, come altri atomi, spin nucleari. L’acqua contiene due atomi di idrogeno, i loro spin potrebbero andare casualmente metà in un senso e metà nel senso opposto. Ebbene si è scoperto che nel 75% delle molecole d’acqua del nostro pianeta, gli spin dei due atomi di idrogeno presentano lo stesso senso di rotazione, sono cioè paralleli. Esse vengono chiamate: molecole orto. Nel restante 25% sono antiparalleli e vengono chiamate molecole para.
Anche l’idrogeno puro presenta molecole orto e molecole para e con le stesse percentuali. Pur essendo il campo magnetico associato ai nuclei molto debole, diversi ricercatori hanno messo in evidenza come, nell'idrogeno puro, il para idrogeno presenta tensione di vapore, punto di ebollizione e calore specifico diversi da quelle dell’idrogeno normale (Samuel Glasstone, Trattato di chimica fisica, 1963 pag.100).

Nella molecola dell’acqua l’idrogeno è legato all'ossigeno e per effetto della forte elettronegatività dell’ossigeno, l’elettrone dell’idrogeno è spostato verso l’ossigeno.

A causa di tale spostamento, sugli atomi di idrogeno dell’acqua affiora la carica positiva del nucleo dell’idrogeno e quindi i piccoli campi magnetici associati agli spin nucleari. Nelle molecole di acqua para, un 1/4 dell’acqua del nostro pianeta, i piccoli campi magnetici sono, come indicano le frecce, antiparalleli,

si annullano e non affiora nulla.

Nelle molecole di acqua orto, 3/4 dell’acqua del nostro pianeta, i piccoli campi magnetici sono paralleli,

si sommano e affiorano piccolissimi magneti permanenti orientati nella stessa direzione.
L’acqua è, quindi, asimmetrica.
Ora, l’acqua è fonte di sopravvivenza degli organismi viventi. Essa è stata ed è determinante per l’evoluzione della superficie del nostro pianeta e per quattro miliardi di anni ha stabilizzato la temperatura entro un intervallo compatibile con la vita. Senza acqua la terra sarebbe uno sterile pianeta roccioso.
Viene allora spontanea la domanda: possibile che l’asimmetria dell’acqua non abbia giocato nessun ruolo nell'asimmetria delle molecole fondamentali per la vita?
Apparentemente i due tipi di asimmetria sembrano diversi, una di tipo magnetico e l’altra di tipo strutturale. Ma le strutture molecolari sono formati da atomi legati tramite interazioni elettriche e quindi ambedue le asimmetrie sono di origine elettromagnetica. In che modo queste due asimmetrie abbiano potuto interagire non è semplice da capire, ma questo non può impedirci qualche tentativo sperimentale. La storia della scienza è costellata di fenomeni la cui teoria è stata compresa dopo molto tempo dalla loro scoperta.
L’asimmetria dell’acqua però, non può aver agito direttamente sulla scelta dell’asimmetria della vita. Se mettiamo in acqua un amminoacido racemo, cioè della forma 50% destro e 50% Levo, non si osserva nessuna deviazione del piano della luce polarizzata. L’acqua non ha una particolare preferenza per una delle due forme.
Ma allora, in che modo essa può aver determinato tale scelta?
Come Miller ha dimostrato, l’atmosfera primitiva è stata sede di sintesi degli amminoacidi che venivano trascinate dalle piogge sulla superficie del pianeta. Gli amminoacidi, come l’acqua, erano quindi distribuiti su tutta la superficie del pianeta. L’asimmetria dell’acqua deve, quindi, aver agito su una sostanza che era anch'essa distribuita su tutta la superficie del pianeta. Uno dei minerali che era ed è presente pressoché ovunque è la silice. La silice è anche uno dei componenti dell’argilla e così rientriamo nella teoria di Bernal.
Il quarzo è un componente importante della crosta terrestre ma ancora più importanti sono i silicati che coprono oltre il 90% della crosta terrestre.
Le rocce metamorfiche sono sedimenti di silicati che hanno subito alterazioni ambientali. I minerali argillosi, per esempio, diffusi su tutta la superficie del pianeta, sono rocce silicatiche che hanno subito tali metamorfosi reagendo con H2O e CO2 (biossido di carbonio o anidride carbonica). L’argilla è uno dei componenti dei terreni coltivabili. Uno dei componenti di tale metamorfosi è la silice amorfa o gel di silice. In natura spesso la silice amorfa dà origine ad un minerale che prende il nome di opale. L’analisi ai raggi X ha evidenziato che in esso è sempre presente l’unità strutturale tetraedrica e contiene microcristalli di tridimite e cristobalite, denominati cristalliti, che sono forme polimorfe del quarzo. L’opale più antico contiene anche microcristalli di quarzo e infatti, con il trascorrere delle ere geologiche, esso si trasforma in calcedonio che è una massa di quarzo microcristallino.
L’analisi ai raggi X ha evidenziato la presenza dell’unità strutturale tetraedrica e di microcristalli di cristobalite anche nella silice amorfa preparata in laboratorio ed essiccata (gel di silice). La silice amorfa, in laboratorio, si ottiene facendo reagire, in soluzione acquosa, silicato di sodio (vetro solubile) e acido cloridrico.
Na2SiO3 +2 HCl + H2O → 2 NaCl + H4SiO4 (acido orto silicico)
L’acido orto silicico così ottenuto polimerizza e dà origine dapprima a silice colloidale (sol).

Le particelle di silice colloidale (sol) non sono visibili e non rimangono a lungo in sospensione nella soluzione. Esse, dopo alcuni minuti, lentamente si aggregano formando fiocchi, visibili ad occhio nudo, che precipitano dando origine ad un precipitato di silice amorfa (gel). La formazione del colloide non è istantanea. Dall’H4SiO4 si forma una certa quantità di colloide che lentamente si aggrega formando silice amorfa, mentre altro colloide inizia a formarsi. La concentrazione del colloide nella soluzione non è sempre costante.
La formazione dell’acido silicico in natura segue reazioni chimiche diverse, ma la formazione del sol prima e del gel poi è identica all'esperienza di laboratorio.
Come già detto, la silice amorfa è uno dei componenti della metamorfosi delle rocce e si trova diffusa praticamente su tutta la superficie del pianeta. La silice che precede la silice amorfa è la silice colloidale. Come tutti i colloidi non è visibili nemmeno al microscopio ottico. Tuttavia, anche se invisibili, le particelle sono comunque molto grandi e quindi hanno superfici molto grandi. Un colloide in soluzione viene quindi considerato un sistema bifasico, che presenta le stesse proprietà di una superficie a contatto con un liquido. Sulla superficie di contatto della particella con il mezzo liquido sono possibili, quindi, fenomeni di adsorbimento, formazione di doppio strato elettrico, ecc.
Non sono note ricerche di osservazione di soluzioni silicee al polarimetro. È da tenere presente, però, che fino agli anni ’90 i polarimetri di gran lunga più usati avevano una sensibilità di 0,1 gradi, con tubi polarimetrici di 10cm e a scorrimento manuale. Con questi polarimetri era impossibile mettere in evidenza piccole deviazioni del piano della luce polarizzata. I nuovi polarimetri digitali a scorrimento automatico (tipo POLAX-2L), dispongono di tubi polarimetrici di 20cm a posizione orizzontale. La deviazione del piano della luce polarizzata viene quindi raddoppiata. Essi hanno inoltre una sensibilità di 0,05 gradi e quindi anche la sensibilità è raddoppiata.
Misure di soluzioni di vetro solubile, a varie concentrazioni e tempi, sono state fatte al polarimetro POLAX-2L.
Standardizzata la tecnica, è stato osservato che tali soluzioni presentano attività ottica.
In particolare la silice in soluzione ruota il piano della luce polarizzata a sinistra.
Tale deviazione scompare dopo circa 5- 10 minuti.
Il fatto che dopo un certo tempo di attesa la deviazione del piano della luce polarizzata scompare, vuol dire che è il colloide ad avere tale caratteristica. La silice amorfa, che successivamente si forma per aggregazione delle particelle colloidali, dà solo una soluzione torbida senza alcuna deviazione della luce polarizzata. L’aggiunta di alcool etilico alla soluzione, aumenta sensibilmente la deviazione della luce polarizzata. È noto infatti che l’alcool etilico ritarda l’aggregazione delle particelle colloidali e la loro concentrazione nella soluzione è temporaneamente maggiore. (Procedura e dati: “Chimica prebiotica e origine della vita”)
Sembra quindi che, anche se a vita breve, siamo in presenza di un minerale asimmetrico: la silice colloidale.
Come già detto la silice amorfa presenta microcristalli di tridimite e di cristobalite. La silice colloidale, che precede la silice amorfa ruota il piano della luce polarizzata a sinistra. Sembra quindi che l’acido ortosilicico, polimerizzando, dia origine, durante la sua breve esistenza come colloide, a strutture elicoidali del tipo quarzo Levo. Tali strutture si trasformano in microcristalli di tridimite e cristobalite nella silice amorfa e, dopo tempi geologici, in cristalli di quarzo nel calcedonio.
Ora, se la silice colloidale in soluzione acquosa dà origine a strutture elicoidali, hanno la stessa probabilità di formarsi sia strutture Destro che strutture Levo. Se le strutture risultano solo di tipo Levo, ciò può essere dovuto solo all’asimmetria dell’acqua.
Ma in che modo l’asimmetria dell’acqua può determinare l’asimmetria della silice colloidale?
E poi, è questo l’anello mancante per risolvere il problema dell’asimmetria molecolare degli organismi viventi?

                                                                                     Giovanni Occhipinti

Prossimo articolo: Origine delle proteine (Parte quinta), fine giugno.