cristales, quilaridad y origen de la vida
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CRISTALES, CRISTALES, QUIRALIDAD, Y EL QUIRALIDAD, Y EL
ORIGEN DE LA VIDAORIGEN DE LA VIDA
EXPOSITOR:EXPOSITOR:Dr. CARLOS ALBERTO RAMIREZ AMAYADr. CARLOS ALBERTO RAMIREZ AMAYAGRUPO DE INVESTIGACION EN GEOMEDICINAGRUPO DE INVESTIGACION EN GEOMEDICINA
CRISTALES, QUIRALIDAD, Y CRISTALES, QUIRALIDAD, Y EL ORIGEN DE LA VIDAEL ORIGEN DE LA VIDAL D
L D
50 % 50 %
RACEMICAS
Las más modernas teorías del Las más modernas teorías del origen de la vida tienen como origen de la vida tienen como nexo común la necesidad de los nexo común la necesidad de los minerales en los procesos minerales en los procesos prebióticos prebióticos
CRISTALES, QUIRALIDAD, Y CRISTALES, QUIRALIDAD, Y EL ORIGEN DE LA VIDAEL ORIGEN DE LA VIDA
En el l ibro La Gran Aventura del En el l ibro La Gran Aventura del Cristal de José Luís Amorós (1978) en Cristal de José Luís Amorós (1978) en el capitulo 14 titulado "De los cristales el capitulo 14 titulado "De los cristales al mecanismo de la vida" y en su al mecanismo de la vida" y en su párrafo final comenta "párrafo final comenta " Es decir el Es decir el mundo orgánico es disimétrico y solo mundo orgánico es disimétrico y solo de un sentido.de un sentido.
Con ello, la cristalografía entraba en Con ello, la cristalografía entraba en la explicación de un hecho la explicación de un hecho fundamental asociado al origen mismo fundamental asociado al origen mismo de la vida y su evolución" de la vida y su evolución"
¿SOPA PRIMIGENIA O ¿SOPA PRIMIGENIA O CREPES?CREPES?
El modelo de "El modelo de "A warm li tt le pondA warm li tt le pond " ideado por " ideado por Charles Darwin sostiene que la vida se originó en un Charles Darwin sostiene que la vida se originó en un océano o charca primigenia que contenía todos los océano o charca primigenia que contenía todos los ingredientes necesarios para formar largos ingredientes necesarios para formar largos polímeros capaces de polímeros capaces de almacenar información, almacenar información, autorreplicarse , mutar y evolucionar. autorreplicarse , mutar y evolucionar.
El modelo fue actualizado por Oparin y Haldano y El modelo fue actualizado por Oparin y Haldano y finalmente probado experimentalmente por Miller en finalmente probado experimentalmente por Miller en 1953. 1953.
Hoy sabemos que es muy difícil, sino imposible, Hoy sabemos que es muy difícil, sino imposible, sintetizar largos polímeros de amino ácidos, sintetizar largos polímeros de amino ácidos, nucleótidos etc. en una solución homogénea por los nucleótidos etc. en una solución homogénea por los siguientes motivos:siguientes motivos:
1- 1- La termodinámica y cinéticaLa termodinámica y cinética de los de los mecanismos de policondensacion en mecanismos de policondensacion en solución acuosa limita siempre la longitud de las solución acuosa limita siempre la longitud de las cadenas orgánicas en proceso de formación por cadenas orgánicas en proceso de formación por medio de la medio de la hidrólisis hidrólisis
¿SOPA PRIMIGENIA O ¿SOPA PRIMIGENIA O CREPES?CREPES?
22- - La concentración de los productosLa concentración de los productos que van a que van a entrar en reacción es una absoluta necesidad para entrar en reacción es una absoluta necesidad para cualquier subsiguiente evolución y esto es difícil de cualquier subsiguiente evolución y esto es difícil de conseguir en un sistema altamente diluido.conseguir en un sistema altamente diluido.
33- La necesidad de encontrar - La necesidad de encontrar catalizadores que catalizadores que activen y faciliten las primeras síntesis orgánicas. activen y faciliten las primeras síntesis orgánicas.
¿SOPA PRIMIGENIA O ¿SOPA PRIMIGENIA O CREPES?CREPES?
Las más recientes teorías que postulan la Las más recientes teorías que postulan la síntesis de compuestos orgánicos prebióticos, síntesis de compuestos orgánicos prebióticos, están ligadas a procesos de están ligadas a procesos de policondensación policondensación favorecidos por superficies mineralesfavorecidos por superficies minerales. .
¿SOPA PRIMIGENIA O ¿SOPA PRIMIGENIA O CREPES?CREPES?
¿SOPA PRIMIGENIA O ¿SOPA PRIMIGENIA O CREPES?CREPES?
Hoy día existe la convicción generalizada de Hoy día existe la convicción generalizada de que los primeros polímeros de la vida fueron que los primeros polímeros de la vida fueron mas fácilmente horneados en "mas fácilmente horneados en "crepes crepes prebióticosprebióticos" que cocinados en una "" que cocinados en una "sopa sopa primigeniaprimigenia".".
APORTES CIENTÍFICOS DEL APORTES CIENTÍFICOS DEL PAPEL DE LOS MINERALES PAPEL DE LOS MINERALES EN EL ORIGEN DE LA VIDAEN EL ORIGEN DE LA VIDA
El cristalógrafo inglés BERNAL (1951) fue quien primero propuso que las moléculas en contacto con minerales, especialmente arcil las, habrían sido esenciales para el origen de la vida
APORTES CIENTÍFICOS DEL PAPEL DE LOS MINERALES EN EL ORIGEN
DE LA VIDA
Algunas Algunas zeolitaszeolitas con su estructura de con su estructura de túneles permiten que moléculas túneles permiten que moléculas grandes como las orgánicas, queden grandes como las orgánicas, queden atrapadas favoreciendo su atrapadas favoreciendo su concentración concentración
APORTES CIENTÍFICOS DEL PAPEL DE LOS MINERALES EN EL ORIGEN
DE LA VIDA
Ferris y sus colaboradores han demostrado como la montmoril lonita es capaz de catalizar la formación de oligonucleótidos a partir de mononucleótidos activados (FERRIS, 1993)
APORTES CIENTÍFICOS DEL PAPEL DE LOS MINERALES EN EL ORIGEN
DE LA VIDA
Leslie E. Orgel del Salk Institute de Leslie E. Orgel del Salk Institute de San Diego lidera un grupo de San Diego lidera un grupo de científ icos cuya línea de investigación científ icos cuya línea de investigación se centra en la "se centra en la " Polymerization on the Polymerization on the RocksRocks " (ORGEL, 1998) " (ORGEL, 1998)
APORTES CIENTÍFICOS DEL PAPEL DE LOS MINERALES EN EL ORIGEN
DE LA VIDA
Los estudios iniciales se han realizado Los estudios iniciales se han realizado principalmente en el principalmente en el Hidroxiapatito y la Hidroxiapatito y la I l i taI l i ta , la superficie de estos minerales , la superficie de estos minerales presentan una gran afinidad por presentan una gran afinidad por algunos aminos ácidos de algunos aminos ácidos de carga carga negativanegativa , como el glutámico , como el glutámico
APORTES CIENTÍFICOS DEL PAPEL DE LOS MINERALES EN EL ORIGEN
DE LA VIDA
Gustaf O. Arrhenius demuestra Gustaf O. Arrhenius demuestra experimentalmente cómo experimentalmente cómo concentraciones concentraciones 10-5 M10-5 M en solución l ibre de moléculas de en solución l ibre de moléculas de fosfato de glicolaldehido, de ferrocianida y fosfato de glicolaldehido, de ferrocianida y de oligofosfatosde oligofosfatos pasan a pasan a concentraciones concentraciones de 10 Mde 10 M en la lamina de solución superficial en la lamina de solución superficial de algunos minerales (ARRHENIUS, 1993, de algunos minerales (ARRHENIUS, 1993, 1994). 1994).
APORTES CIENTÍFICOS DEL PAPEL DE LOS MINERALES EN EL ORIGEN
DE LA VIDA
Estos mismos minerales son capaces Estos mismos minerales son capaces de de catalizarcatalizar la fosforilación y la fosforilación y condensacióncondensación de las moléculas que de las moléculas que adsorben en su superficie, l legando a adsorben en su superficie, l legando a formar formar fosfatos de hexosa y pentosafosfatos de hexosa y pentosa a a partir de simples aldehídos (PITSCH partir de simples aldehídos (PITSCH 1995) 1995)
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DE LA VIDA
Para Gunter Wachtershauser la vida Para Gunter Wachtershauser la vida comenzó con la comenzó con la pir itapirita (1988). la superficie (1988). la superficie de la pirita presenta una l igera de la pirita presenta una l igera carga carga residual positivaresidual positiva favoreciendo el favoreciendo el agrupamiento de moléculas con carga agrupamiento de moléculas con carga negativa como los negativa como los carbonatos, sulfatos, carbonatos, sulfatos, fosfatos u otros radicales orgánicosfosfatos u otros radicales orgánicos . .
APORTES CIENTÍFICOS DEL PAPEL DE LOS MINERALES EN EL ORIGEN
DE LA VIDA
Esta película superficial de moléculas Esta película superficial de moléculas que debido a su que debido a su débil unión iónicadébil unión iónica a la a la superficie de la pirita, podrían superficie de la pirita, podrían reorganizarse formando largas reorganizarse formando largas cadenascadenas orgánicas en evolución hacia orgánicas en evolución hacia un mundo claramente biótico. un mundo claramente biótico.
APORTES CIENTÍFICOS DEL PAPEL DE LOS MINERALES EN EL ORIGEN
DE LA VIDA
Wachtershauser ha propuesto Wachtershauser ha propuesto que que ciclos autocatalít icosciclos autocatalít icos en la en la superficie de la pirita pueden superficie de la pirita pueden producir moléculas orgánicas producir moléculas orgánicas complejas, a partir de otras mas complejas, a partir de otras mas sencil las (KELLER sencil las (KELLER et alet al ., 1994). ., 1994).
APORTES CIENTÍFICOS DEL PAPEL DE LOS MINERALES EN EL ORIGEN
DE LA VIDA
Para CAIRNS SMITH los minerales t ienen Para CAIRNS SMITH los minerales t ienen un papel relevante en el origen de la vida.un papel relevante en el origen de la vida.
Este autor afirma que los primeros Este autor afirma que los primeros
""organismos vivos" fueron de origen mineralorganismos vivos" fueron de origen mineral y y los primeros genes fueron genes los primeros genes fueron genes cristal inoscristal inos (CAIRNS-SMITH, 1985). (CAIRNS-SMITH, 1985).
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DE LA VIDA
Estos Estos cristales-genescristales-genes deben ser capaces de deben ser capaces de almacenaralmacenar gran cantidad de información y gran cantidad de información y transmitir transmitir esa información a través de procesos esa información a través de procesos de de crecimiento cristalino.crecimiento cristalino.
Los cristales reales están plagados de Los cristales reales están plagados de defectosdefectos que se sobreponen a la estructura que se sobreponen a la estructura
APORTES CIENTÍFICOS DEL PAPEL DE LOS MINERALES EN EL ORIGEN
DE LA VIDA
La autentica información que varía y La autentica información que varía y evoluciona en el t iempo debe estar unida a evoluciona en el t iempo debe estar unida a estos defectos estructurales: estos defectos estructurales: información es información es igual a error.igual a error.
A escala global, toda la t ierra es una gran A escala global, toda la t ierra es una gran
maquinaria cristalizadora de arcil las que a maquinaria cristalizadora de arcil las que a su vez, están en un continuo proceso de su vez, están en un continuo proceso de transformación y recristal izaciontransformación y recristal izacion . .
APORTES CIENTÍFICOS DEL PAPEL DE LOS MINERALES EN EL ORIGEN
DE LA VIDA
Para Carns-Smith los procesos de Para Carns-Smith los procesos de formación de los cristales de arci l la formación de los cristales de arci l la
presenta presenta simil i tudes con la formación de simil i tudes con la formación de proteínas o DNA. proteínas o DNA.
APORTES CIENTÍFICOS DEL PAPEL DE LOS MINERALES EN EL ORIGEN
DE LA VIDA
La característica principal de las arci l las La característica principal de las arci l las que las diferencia de otros "auténticos" que las diferencia de otros "auténticos" cristales y las hace tan buenas cristales y las hace tan buenas candidatas a ser el primer gen, es que candidatas a ser el primer gen, es que presentan muchos presentan muchos defectos o errores en defectos o errores en sus estructuras y que estos defectos sus estructuras y que estos defectos pueden evolucionar y ser transmitidos a pueden evolucionar y ser transmitidos a sucesivas generaciones. sucesivas generaciones.
APORTES CIENTÍFICOS DEL PAPEL DE LOS MINERALES EN EL ORIGEN
DE LA VIDA
Las capas sil icatadas que constituyen las Las capas sil icatadas que constituyen las arcil las t ienen arcil las t ienen cargas residuales negativascargas residuales negativas que son que son compensadas con iones compensadas con iones interlaminares posit ivosinterlaminares posit ivos que pueden variar que pueden variar en número y naturaleza. en número y naturaleza.
El crecimiento de la El crecimiento de la arcil la esméctitaarcil la esméctita consiste en el intercrecimiento de laminas consiste en el intercrecimiento de laminas de nuevo cristal entre las ya existentesde nuevo cristal entre las ya existentes
APORTES CIENTÍFICOS DEL PAPEL DE LOS MINERALES EN EL ORIGEN
DE LA VIDA
En este crecimiento, las características de En este crecimiento, las características de las capas albergadoras son copiadas y su las capas albergadoras son copiadas y su densidad iónicadensidad iónica o la naturaleza de su carga o la naturaleza de su carga es "heredada"es "heredada" por la nueva capa "hija". por la nueva capa "hija".
Este proceso de copia puede tener errores o Este proceso de copia puede tener errores o "" mutacionesmutaciones " y puede repetirse durante màs " y puede repetirse durante màs de de 20 "generaciones".20 "generaciones".
APORTES CIENTÍFICOS DEL PAPEL DE LOS MINERALES EN EL ORIGEN
DE LA VIDA
En el proceso de crecimiento de la En el proceso de crecimiento de la kaolinitakaolinita , el , el mosaico de orientacionesmosaico de orientaciones característico que presenta la capa de característico que presenta la capa de cada cristal, es copiado por la capa que cada cristal, es copiado por la capa que crece sobre ella. crece sobre ella.
APORTES CIENTÍFICOS DEL PAPEL DE LOS MINERALES EN EL ORIGEN
DE LA VIDA
La La roturarotura de este cristal en un momento de este cristal en un momento dado, genera cristal i tos que dado, genera cristal i tos que guardan la guardan la "información" recibida de su capa "información" recibida de su capa "madre""madre" y esta "información" es a su vez y esta "información" es a su vez transmitida a nuevas generaciones al transmitida a nuevas generaciones al repetirse el ciclo. repetirse el ciclo.
APORTES CIENTÍFICOS DEL PAPEL DE LOS MINERALES EN EL ORIGEN
DE LA VIDA
EL CRECIMIENTO CRISTALINO EL CRECIMIENTO CRISTALINO COMO MODELO DE COMO MODELO DE
AUTOORGANIZACIÓN AUTOORGANIZACIÓN PREBIÓTICAPREBIÓTICA
EL CRECIMIENTO CRISTALINO EL CRECIMIENTO CRISTALINO COMO MODELO DE COMO MODELO DE
AUTOORGANIZACIÓN PREBIÓTICAAUTOORGANIZACIÓN PREBIÓTICA
los fenómenos de los fenómenos de autoensamblamientoautoensamblamiento que generan que generan información deben obedecer ainformación deben obedecer a reglas reglas que existen dentro de los procesos de que existen dentro de los procesos de la propia la propia interacción molecular. interacción molecular.
Este tipo de autoensamblamiento es característico del crecimiento de los cristales cuando crecen a partir de átomos o moléculas en una suerte de auto programación que puede repetir estructuras informativas ante las mismas condiciones
EL CRECIMIENTO CRISTALINO EL CRECIMIENTO CRISTALINO COMO MODELO DE COMO MODELO DE
AUTOORGANIZACIÓN PREBIÓTICAAUTOORGANIZACIÓN PREBIÓTICA
La vida se mantiene y perpetua en La vida se mantiene y perpetua en una una interfase sólida-liquidainterfase sólida-liquida , en un , en un régimen cuasi sólido pero cerca de la régimen cuasi sólido pero cerca de la frontera frontera orden-caosorden-caos ( (KAUFFMAN, KAUFFMAN, 19931993 ).).
EL CRECIMIENTO CRISTALINO COMO MODELO DE AUTOORGANIZACIÓN
PREBIÓTICA
La vida se originó en los ambientes La vida se originó en los ambientes geoquímicos de la t ierra primitiva, donde geoquímicos de la t ierra primitiva, donde la interfase agua-mineral puede la interfase agua-mineral puede constituir la frontera sólido-l iquida que constituir la frontera sólido-l iquida que genera orden a partir del caosgenera orden a partir del caos , es decir , es decir en procesos de crecimiento de cristales.en procesos de crecimiento de cristales.
EL CRECIMIENTO CRISTALINO COMO MODELO DE AUTOORGANIZACIÓN
PREBIÓTICA
IZQUIERDA Y DERECHA IZQUIERDA Y DERECHA EN EL ORIGEN DE LA EN EL ORIGEN DE LA
VIDAVIDA
IZQUIERDA Y DERECHA EN EL IZQUIERDA Y DERECHA EN EL ORIGEN DE LA VIDAORIGEN DE LA VIDA
Un problema importante vinculado al Un problema importante vinculado al origen de la vida, en cuya solución los origen de la vida, en cuya solución los minerales o los procesos asociados al minerales o los procesos asociados al crecimiento cristalino podrían tener un crecimiento cristalino podrían tener un papel relevante, es el de la papel relevante, es el de la quiralidad. quiralidad.
las moléculas más importantes asociadas a las moléculas más importantes asociadas a la vida son quirales. la vida son quirales.
Los monómeros de Los monómeros de amino ácidosamino ácidos que que construyen las proteínas tienen solo construyen las proteínas tienen solo L-L-configuración configuración mientras que los monómeros mientras que los monómeros de de ribosa y dexoribosaribosa y dexoribosa en el RNA y DNA en el RNA y DNA respectivamente, tienen respectivamente, tienen D- configuraciónD- configuración. .
IZQUIERDA Y DERECHA EN IZQUIERDA Y DERECHA EN EL ORIGEN DE LA VIDAEL ORIGEN DE LA VIDA
Las moléculas que guardan la información Las moléculas que guardan la información y "y "mandanmandan" lo que ha de hacerse en el " lo que ha de hacerse en el trabajo diario del organismo, son de trabajo diario del organismo, son de derechasderechas y las moléculas que “ y las moléculas que “realizanrealizan” ” todo ese trabajo, son de todo ese trabajo, son de izquierdas izquierdas
IZQUIERDA Y DERECHA EN IZQUIERDA Y DERECHA EN EL ORIGEN DE LA VIDAEL ORIGEN DE LA VIDA
El origen de esta quiralidad selectiva El origen de esta quiralidad selectiva permanece como uno de los enigmas mas permanece como uno de los enigmas mas fascinantes en el origen de la vida desde fascinantes en el origen de la vida desde la época de Pasteur hace unos 150 años. la época de Pasteur hace unos 150 años.
IZQUIERDA Y DERECHA EN IZQUIERDA Y DERECHA EN EL ORIGEN DE LA VIDAEL ORIGEN DE LA VIDA
TEORÍAS BIÓTICAS Y TEORÍAS BIÓTICAS Y ABIÓTICASABIÓTICAS
BIOTICAS:BIOTICAS:
Asumen que la vida se origina en un Asumen que la vida se origina en un medio, en principio, medio, en principio, racémicoracémico y que la y que la consiguiente consiguiente evolución químicaevolución química de las de las moléculas esenciales para la vida moléculas esenciales para la vida escogió, por razones de eficacia, L-escogió, por razones de eficacia, L-amino ácidos y D-azúcares. amino ácidos y D-azúcares.
TEORÍAS BIÓTICAS Y TEORÍAS BIÓTICAS Y ABIÓTICASABIÓTICAS
ABIÓTICAS:ABIÓTICAS:
Postulan, por su parte, que Postulan, por su parte, que la aparición la aparición de la selección y homogeneidad quiral es de la selección y homogeneidad quiral es anterior al origen de la vida,anterior al origen de la vida, es decir es decir cuando la vida comienza ya solo existía cuando la vida comienza ya solo existía en el "medio ambiente" un enantiómero en el "medio ambiente" un enantiómero quiral, seleccionado previamente por quiral, seleccionado previamente por algún mecanismo abiótico. algún mecanismo abiótico.
TEORÍAS BIÓTICAS Y TEORÍAS BIÓTICAS Y ABIÓTICASABIÓTICAS
La presencia de moléculas L y D al La presencia de moléculas L y D al mismo tiempo en un sistema, impide la mismo tiempo en un sistema, impide la formación de polinucleótidos. formación de polinucleótidos.
Para que estos se Para que estos se ensamblen ensamblen es es
necesaria la existencia previa de necesaria la existencia previa de moléculas de una sola quiral idadmoléculas de una sola quiral idad GOLDANSKII Y KUZMIN (1988), JOYCE (1984).GOLDANSKII Y KUZMIN (1988), JOYCE (1984).
TEORÍAS BIÓTICAS Y TEORÍAS BIÓTICAS Y ABIÓTICASABIÓTICAS
Los mineralesLos minerales y los procesos y los procesos asociados al crecimiento cristalino han asociados al crecimiento cristalino han sido propuestos como los agentes y el sido propuestos como los agentes y el mecanismo más plausible en esta mecanismo más plausible en esta selección quiral de un medio selección quiral de un medio previamente racémico.previamente racémico.
LOS MINERALES COMO LOS MINERALES COMO AGENTES DE SELECCIÓN AGENTES DE SELECCIÓN
QUIRALQUIRAL
LOS MINERALES COMO LOS MINERALES COMO AGENTES DE SELECCIÓN AGENTES DE SELECCIÓN
QUIRALQUIRAL
Según LAHAV (1999), "si una Según LAHAV (1999), "si una adsorción selectiva de amino ácidos adsorción selectiva de amino ácidos quirales, fuera observada sobre quirales, fuera observada sobre ciertas caras de cristales, entonces el ciertas caras de cristales, entonces el problema de la homoquiralidad problema de la homoquiralidad biológica podría ser comprendida."biológica podría ser comprendida."
LOS MINERALES COMO LOS MINERALES COMO AGENTES DE SELECCIÓN AGENTES DE SELECCIÓN
QUIRALQUIRAL
Tres son los minerales mas estudiados y Tres son los minerales mas estudiados y con resultados dispares en cuanto a su con resultados dispares en cuanto a su capacidad selectiva quiral:capacidad selectiva quiral:
Los cuarzos.Los cuarzos. Las arci l las.Las arci l las. Las calcitas. Las calcitas.
EL CUARZOEL CUARZO
Su estructura cristalina es quiral Su estructura cristalina es quiral debido a la presencia de debido a la presencia de ejes ejes helicoidales de distinta mano. helicoidales de distinta mano.
LOS MINERALES COMO LOS MINERALES COMO AGENTES DE SELECCIÓN AGENTES DE SELECCIÓN
QUIRALQUIRAL
EL CUARZOEL CUARZO
Existen cristales de estas sustancias que Existen cristales de estas sustancias que son son imágenes especularesimágenes especulares uno del otro, de uno del otro, de derechas y de izquierdas.derechas y de izquierdas.
Uno de estos cristales enantiómeros podría Uno de estos cristales enantiómeros podría
actuar como actuar como adsorbente chiral selectivoadsorbente chiral selectivo de de moléculas quirales de su misma manomoléculas quirales de su misma mano
LOS MINERALES COMO LOS MINERALES COMO AGENTES DE SELECCIÓN AGENTES DE SELECCIÓN
QUIRALQUIRAL
EL CUARZOEL CUARZO
Fueron Karagounis y Coumoulos en 1938 Fueron Karagounis y Coumoulos en 1938 (BONNER, 1991) quienes por primera vez (BONNER, 1991) quienes por primera vez sugirieron que la sugirieron que la adsorción asimétrica del adsorción asimétrica del cuarzocuarzo podía ser la responsable del origen podía ser la responsable del origen de la quiralidad molecular en el origen de la de la quiralidad molecular en el origen de la vida. vida.
LOS MINERALES COMO LOS MINERALES COMO AGENTES DE SELECCIÓN AGENTES DE SELECCIÓN
QUIRALQUIRAL
BONNER Y KAVASMANECK (1976) han BONNER Y KAVASMANECK (1976) han demostrado que muestras racémicas de demostrado que muestras racémicas de alanina expuestas a fino polvo de d- y l-alanina expuestas a fino polvo de d- y l-cuarzo son adsorbidas selectivamente.cuarzo son adsorbidas selectivamente.
LOS MINERALES COMO LOS MINERALES COMO AGENTES DE SELECCIÓN AGENTES DE SELECCIÓN
QUIRALQUIRALCUARZOCUARZO
El polvo El polvo D-cuarzoD-cuarzo adsorbe adsorbe preferencialmente preferencialmente D-alaninaD-alanina mientras mientras que el que el L-cuarzoL-cuarzo adsorbe adsorbe L-alaninaL-alanina en en
proporciones de hasta un 20% en exceso.proporciones de hasta un 20% en exceso.
LOS MINERALES COMO LOS MINERALES COMO AGENTES DE SELECCIÓN AGENTES DE SELECCIÓN
QUIRALQUIRALCUARZOCUARZO
(BONNER, 1991) sugieren que los (BONNER, 1991) sugieren que los procesos catalít icosprocesos catalít icos que se desarrollan que se desarrollan en el seno de algunas en el seno de algunas estructuras estructuras cristal inas asimétricascristal inas asimétricas podrían ser el podrían ser el origen de la asimetríaorigen de la asimetría en la "naturaleza en la "naturaleza viva". viva".
LOS MINERALES COMO LOS MINERALES COMO AGENTES DE SELECCIÓN AGENTES DE SELECCIÓN
QUIRALQUIRAL
LAS ARCILLAS LAS ARCILLAS
La La caolinitacaolinita cataliza estereoselectivamente cataliza estereoselectivamente la polimerización del la polimerización del amino ácido aspárticoamino ácido aspártico , , con velocidades de polimerización hasta con velocidades de polimerización hasta ocho veces mas rápido para el ocho veces mas rápido para el L-aspárticoL-aspártico que para el enantiómero D-aspártico. que para el enantiómero D-aspártico.
LOS MINERALES COMO LOS MINERALES COMO AGENTES DE SELECCIÓN AGENTES DE SELECCIÓN
QUIRALQUIRAL
LAS ARCILLAS LAS ARCILLAS
DEGENS DEGENS et al.et al. (1970), JACKSON (1971) (1970), JACKSON (1971) observa una adsorción preferente para la observa una adsorción preferente para la L-phenylalaninaL-phenylalanina frente a la D- frente a la D-phenylanina. phenylanina.
LOS MINERALES COMO LOS MINERALES COMO AGENTES DE SELECCIÓN AGENTES DE SELECCIÓN
QUIRALQUIRAL
LAS ARCILLASLAS ARCILLAS
BONDY Y HARRISON(1979) dicen BONDY Y HARRISON(1979) dicen demostrar en su laboratorio que la demostrar en su laboratorio que la leucina, leucina, el aspártico y la glucosael aspártico y la glucosa se unen mas se unen mas efectivamente a la efectivamente a la monmoril lonitamonmoril lonita cuando cuando tienen la t ienen la quiralidad natural L.quiralidad natural L. frente a la no frente a la no natural D. natural D.
LOS MINERALES COMO LOS MINERALES COMO AGENTES DE SELECCIÓN AGENTES DE SELECCIÓN
QUIRALQUIRAL
LOS MINERALES COMO LOS MINERALES COMO AGENTES DE SELECCIÓN AGENTES DE SELECCIÓN
QUIRALQUIRAL
LA CALCITALA CALCITA
HAZEN HAZEN et alet al . (2001). (2001) prueban que la prueban que la capacidad de la calcita para capacidad de la calcita para separar separar enantiómerosenantiómeros y adsorber amino ácidos y adsorber amino ácidos es incluso mucho mayor que la del es incluso mucho mayor que la del cuarzocuarzo ..
LA CALCITALA CALCITA
Sumergen en una solución racémica del Sumergen en una solución racémica del aminoácido aspárticoaminoácido aspártico , cristales tr igonales , cristales tr igonales escalenohedricos escalenohedricos "diente de perro" de "diente de perro" de calcitacalcita ..
Tras unas horas de inmersión, los cristales Tras unas horas de inmersión, los cristales son lavados y se les extrae el amino ácido son lavados y se les extrae el amino ácido adsorbido en cada cara enantiómera por adsorbido en cada cara enantiómera por separado.separado.
LOS MINERALES COMO AGENTES DE SELECCIÓN QUIRAL
LA CALCITALA CALCITA
Este poder enantioselectivo de la calcita Este poder enantioselectivo de la calcita junto al hecho de que es uno de los junto al hecho de que es uno de los minerales marinos mas abundantes, minerales marinos mas abundantes, hacen de ella un buen candidato mineral hacen de ella un buen candidato mineral como agente de selectividad quiral. como agente de selectividad quiral.
LOS MINERALES COMO LOS MINERALES COMO AGENTES DE SELECCIÓN AGENTES DE SELECCIÓN
QUIRALQUIRAL
PROCESOS RELACIONADOS PROCESOS RELACIONADOS CON EL CRECIMIENTO CON EL CRECIMIENTO
CRISTALINO: RESOLUCIÓN Y CRISTALINO: RESOLUCIÓN Y ROTURA DE LA SIMETRÍAROTURA DE LA SIMETRÍA
PROCESOS RELACIONADOS CON PROCESOS RELACIONADOS CON EL CRECIMIENTO CRISTALINO:EL CRECIMIENTO CRISTALINO:
RESOLUCIÓN RESOLUCIÓN
En el proceso de cristal ización de los En el proceso de cristal ización de los conglomerados una de las dos moléculas conglomerados una de las dos moléculas enantioméricas puede cristal izar enantioméricas puede cristal izar preferentemente mientras la otra preferentemente mientras la otra permanece en la solución. permanece en la solución.
La espontánea resolución de los La espontánea resolución de los conglomeradosconglomerados ha sido propuesta como ha sido propuesta como uno de los procesos mas plausibles para uno de los procesos mas plausibles para explicar el origen de la bioquiralidad en explicar el origen de la bioquiralidad en la t ierra la t ierra
PROCESOS RELACIONADOS CON PROCESOS RELACIONADOS CON EL CRECIMIENTO CRISTALINO:EL CRECIMIENTO CRISTALINO:
RESOLUCIÓN RESOLUCIÓN
ROTURA DE LA SIMETRÍAROTURA DE LA SIMETRÍA
Hablamos de rotura de la simetría Hablamos de rotura de la simetría cuando un sistema, produce un gran cuando un sistema, produce un gran exceso enantioméricoexceso enantiomérico de L o D de L o D moléculas. moléculas.
PROCESOS RELACIONADOS CON PROCESOS RELACIONADOS CON EL CRECIMIENTO CRISTALINO:EL CRECIMIENTO CRISTALINO:
EL clorato sódico (NACLO3)es el primer EL clorato sódico (NACLO3)es el primer ejemplo macroscópico de rotura de la ejemplo macroscópico de rotura de la simetría que se produce en un proceso simetría que se produce en un proceso de cristal ización, de cristal ización, su cristal ización genera su cristal ización genera cristales de "izquierdas" y de "derechas" cristales de "izquierdas" y de "derechas" en la misma proporción. en la misma proporción. KONDEPUDI (1990).KONDEPUDI (1990).
ROTURA DE LA SIMETRÍAROTURA DE LA SIMETRÍA
PROCESOS RELACIONADOS CON PROCESOS RELACIONADOS CON EL CRECIMIENTO CRISTALINO:EL CRECIMIENTO CRISTALINO:
Si se toma una Si se toma una solución de clorato sódico y solución de clorato sódico y es es agitada durante la evaporaciónagitada durante la evaporación , la , la cosecha de cristales cambia drásticamente: cosecha de cristales cambia drásticamente: todos los cristales son de una manotodos los cristales son de una mano , o de , o de derecha o de izquierda. derecha o de izquierda.
Se produce una rotura de la simetría. Se produce una rotura de la simetría.
ROTURA DE LA SIMETRÍAROTURA DE LA SIMETRÍA
PROCESOS RELACIONADOS CON PROCESOS RELACIONADOS CON EL CRECIMIENTO CRISTALINO:EL CRECIMIENTO CRISTALINO:
ROTURA DE LA SIMETRÍAROTURA DE LA SIMETRÍA
La aparición de casos de La aparición de casos de rotura de la rotura de la simetría en los procesos de cristalizaciónsimetría en los procesos de cristalización , , junto al junto al papel selectivo-quiral de la papel selectivo-quiral de la superficie de algunos mineralessuperficie de algunos minerales , son dos de , son dos de las líneas de investigación con mas soporte las líneas de investigación con mas soporte experimental y menos carácter especulativo experimental y menos carácter especulativo de las que en este momento compiten en la de las que en este momento compiten en la búsqueda del origen de la bioquiralidad.búsqueda del origen de la bioquiralidad.
PROCESOS RELACIONADOS CON PROCESOS RELACIONADOS CON EL CRECIMIENTO CRISTALINO:EL CRECIMIENTO CRISTALINO:
LA TIERRA, LOS MINERALES LA TIERRA, LOS MINERALES Y LA EVOLUCION DE LA Y LA EVOLUCION DE LA
VIDA SEGÚN LA VIDA SEGÚN LA GEOMEDICINAGEOMEDICINA
“El reino mineral contiene toda la información arquetípica de los seres vivos; permitiendo reconstruir su pasado; pero a su vez recodifica su información genética permitiendo y manteniendo su evolución.”
3. El reino mineral es el pilar de la evolución sobre la tierra. Los minerales contienen toda la información arquetípica del universo.
Los minerales son el primer elemento que hace posible la manifestación de la esencia en el plano de la materia.
LA TIERRA, LOS MINERALES LA TIERRA, LOS MINERALES Y LA EVOLUCION DE LA Y LA EVOLUCION DE LA
VIDA SEGÚN LA VIDA SEGÚN LA GEOMEDICINAGEOMEDICINA
3.1 El reino mineral contiene toda la información arquetípica de todos los seres vivos, permitiendo reconstruir su pasado pero a su vez decodif ica su información genética permitiendo y manteniendo su evolución.
LA TIERRA, LOS MINERALES LA TIERRA, LOS MINERALES Y LA EVOLUCION DE LA Y LA EVOLUCION DE LA
VIDA SEGÚN LA VIDA SEGÚN LA GEOMEDICINAGEOMEDICINA
3.2 La materia "viva", su composición química, su estructura física y su codificación genética, es integrada a la materia "inerte" del reino mineral, en un proceso alquímico terrestre, configurando una sola entidad (Proceso de condensación en el sedimento marino entre la arcilla y los desechos orgánicos).
LA TIERRA, LOS MINERALES LA TIERRA, LOS MINERALES Y LA EVOLUCION DE LA Y LA EVOLUCION DE LA
VIDA SEGÚN LA VIDA SEGÚN LA GEOMEDICINAGEOMEDICINA
LA TIERRA, LOS MINERALES Y LA EVOLUCION DE LA VIDA LA TIERRA, LOS MINERALES Y LA EVOLUCION DE LA VIDA SEGÚN LA GEOMEDICINASEGÚN LA GEOMEDICINA
LA TIERRA, LOS LA TIERRA, LOS MINERALES Y LA MINERALES Y LA EVOLUCION DE LA EVOLUCION DE LA VIDA SEGÚN LA VIDA SEGÚN LA GEOMEDICINAGEOMEDICINA
LA TIERRA, LOS MINERALES Y LA EVOLUCION LA TIERRA, LOS MINERALES Y LA EVOLUCION DE LA VIDA SEGÚN LA GEOMEDICINADE LA VIDA SEGÚN LA GEOMEDICINA
Planteamiento de la hipótesisPlanteamiento de la hipótesis
Toda la materia inorgánica por los procesos Toda la materia inorgánica por los procesos de meteorización o erosión se descompone de meteorización o erosión se descompone en arcil las o l imos que son transportados en arcil las o l imos que son transportados por el viento y principalmente por el agua al por el viento y principalmente por el agua al fondo marino.fondo marino.
Toda la materia orgánica de los “seres vivos” Toda la materia orgánica de los “seres vivos” que integran la biosfera terrestre en su que integran la biosfera terrestre en su proceso de descomposición son igualmente proceso de descomposición son igualmente transportados hacia el fondo marino.transportados hacia el fondo marino.
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Planteamiento de la hipótesis
En el fondo marino y en menor proporción en En el fondo marino y en menor proporción en los lechos (ríos) se integra la materia los lechos (ríos) se integra la materia inorgánica y la materia orgánica generando inorgánica y la materia orgánica generando procesos fisicoquímicos indispensables para procesos fisicoquímicos indispensables para modular la información genética y por ende la modular la información genética y por ende la evolución de la vida en la tierra.evolución de la vida en la tierra.
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Planteamiento de la hipótesisPlanteamiento de la hipótesis
En el proceso de descomposición de la En el proceso de descomposición de la materia orgánica, la última molécula en materia orgánica, la última molécula en degradarse es el DNA gracias a su degradarse es el DNA gracias a su protección en el núcleo celular.protección en el núcleo celular.
La arcilla posee propiedades catalíticas La arcilla posee propiedades catalíticas similares a las enzimas, el DNA se duplica en similares a las enzimas, el DNA se duplica en presencia de arcilla.presencia de arcilla.
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Planteamiento de la hipótesisPlanteamiento de la hipótesis
Todos los minerales poseen códigos de Todos los minerales poseen códigos de cristalización similares a los códigos cristalización similares a los códigos genéticos y es posible en la interacción, la genéticos y es posible en la interacción, la transferencia de información codificada de la transferencia de información codificada de la materia o materia o vida inorgánicavida inorgánica a la materia o a la materia o vida vida orgánicaorgánica y viceversa. y viceversa.
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Planteamiento de la hipótesisPlanteamiento de la hipótesis
A otro nivel, en el proceso de condensación A otro nivel, en el proceso de condensación del sedimento, o litogenesis, la materia del sedimento, o litogenesis, la materia orgánica es petrificada y la información orgánica es petrificada y la información codificada de la vida es transportada al codificada de la vida es transportada al interior de la tierra donde se realiza una interior de la tierra donde se realiza una lectura de estos códigos.lectura de estos códigos.
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Planteamiento de la hipótesisPlanteamiento de la hipótesis
En el interior terrestre por los procesos de En el interior terrestre por los procesos de formación geológicos, ocurren cambios formación geológicos, ocurren cambios estructurales y de patrones de cristalización estructurales y de patrones de cristalización de los minerales; estos cambios pueden de los minerales; estos cambios pueden introducir cambios en los códigos de introducir cambios en los códigos de información de la vida que son transmitidos información de la vida que son transmitidos en el tiempo a la biota o biosfera terrestre.en el tiempo a la biota o biosfera terrestre.
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Planteamiento de la hipótesisPlanteamiento de la hipótesis
Las eras geológicas están acompañadas de Las eras geológicas están acompañadas de formas de vida muy peculiares y podemos formas de vida muy peculiares y podemos observar en los diferentes estados de observar en los diferentes estados de evolución de la geología terrestre diferentes evolución de la geología terrestre diferentes procesos evolutivos de la vida orgánica.procesos evolutivos de la vida orgánica.
Este es un proceso interdependiente en Este es un proceso interdependiente en doble sentido la litosfera induce cambios doble sentido la litosfera induce cambios evolutivos en la biosfera y viceversa.evolutivos en la biosfera y viceversa.
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Planteamiento de la hipótesisPlanteamiento de la hipótesis
RUTAS O MECANISMOS DE RUTAS O MECANISMOS DE TRANSMISION DE CODIGOS TRANSMISION DE CODIGOS
EVOLUTIVOSEVOLUTIVOS
1.1. TRANSMISIÓN A CORTO PLAZO:TRANSMISIÓN A CORTO PLAZO:
Induce cambios evolutivos rápidos, es un Induce cambios evolutivos rápidos, es un mecanismo para que las especies se mecanismo para que las especies se adapten a situaciones crít icas o adapten a situaciones crít icas o transformaciones bruscas de nuestro transformaciones bruscas de nuestro planeta.planeta.
El mecanismo de transmisión es a través El mecanismo de transmisión es a través de virus que crean en los sedimentos de virus que crean en los sedimentos marinos, cuencas hidrográficas y en el marinos, cuencas hidrográficas y en el subsuelo.subsuelo.
TRANSMISIÓN A CORTO PLAZO:TRANSMISIÓN A CORTO PLAZO:
Para la geomedicina los virus son Para la geomedicina los virus son estructuras mas cercanos a los minerales o estructuras mas cercanos a los minerales o a la vida inorgánica; es un sistema de vida a la vida inorgánica; es un sistema de vida de baja complejidad compuesto por un de baja complejidad compuesto por un código de información genética (DNA o código de información genética (DNA o RNA) envuelto en una estructura cristal ina.RNA) envuelto en una estructura cristal ina.
RUTAS O MECANISMOS DE RUTAS O MECANISMOS DE TRANSMISION DE CODIGOS TRANSMISION DE CODIGOS
EVOLUTIVOSEVOLUTIVOS
TRANSMISIÓN A CORTO PLAZO:TRANSMISIÓN A CORTO PLAZO:
Es posible que los restos de materia orgánica Es posible que los restos de materia orgánica (moléculas ácidos nucleicos) presentes en el (moléculas ácidos nucleicos) presentes en el sedimento y en el subsuelo; en presencia de arcilla sedimento y en el subsuelo; en presencia de arcilla y por activación de cambios atmosféricos; y por activación de cambios atmosféricos; electrostática ambiental y alteraciones de la electrostática ambiental y alteraciones de la manegtosfera por el viento solar y la radiación manegtosfera por el viento solar y la radiación cósmica induzcan organización moléculas en la cósmica induzcan organización moléculas en la superficie de minerales y se creen formas de vida superficie de minerales y se creen formas de vida simple (virus). simple (virus).
RUTAS O MECANISMOS DE RUTAS O MECANISMOS DE TRANSMISION DE CODIGOS TRANSMISION DE CODIGOS
EVOLUTIVOSEVOLUTIVOS
2.2. TRANSMISION A MEDIO PLAZO:TRANSMISION A MEDIO PLAZO:
Induce cambios evolutivos lentos, en un Induce cambios evolutivos lentos, en un mecanismo que permite cambios morfológicos o mecanismo que permite cambios morfológicos o estructurales adaptativos a las condiciones estructurales adaptativos a las condiciones geológicas del medio en que habita la especie.geológicas del medio en que habita la especie.
El mecanismo de transmisión es a través de la El mecanismo de transmisión es a través de la radiación emitidos por los minerales que radiación emitidos por los minerales que constituyen el suelo.constituyen el suelo.
RUTAS O MECANISMOS DE RUTAS O MECANISMOS DE TRANSMISION DE CODIGOS TRANSMISION DE CODIGOS
EVOLUTIVOSEVOLUTIVOS
PODEMOS CLASIFICAR LA RADIACIÓN DE ACUERDO A LA INTENSIDAD Y DURACIÓN DE LA EXPOSICIÓN EN:
Radiación de alta intensidad y larga exposiciónRadiación de alta intensidad y larga exposición : : produce mutaciones genéticas mal formaciones, produce mutaciones genéticas mal formaciones, tumores y puede ser letal (suelos radioactivos).tumores y puede ser letal (suelos radioactivos).
Radiación de alta intensidad y corta exposiciónRadiación de alta intensidad y corta exposición : : puede producir cambios en la información genética puede producir cambios en la información genética despertar o apagar códigos genéticos que generan despertar o apagar códigos genéticos que generan cambios funcionales estructurales. (emisión cambios funcionales estructurales. (emisión esporádica de radioactividad del suelo).esporádica de radioactividad del suelo).
Radiación de baja intensidad y alta exposiciónRadiación de baja intensidad y alta exposición : : puede producir cambios en la información genética puede producir cambios en la información genética por modulación sin ocasionar mutaciones o daños por modulación sin ocasionar mutaciones o daños del material genético. Es la radiación general a la del material genético. Es la radiación general a la que se esta expuesto, pero cambia su información que se esta expuesto, pero cambia su información de acuerdo a la composición característica de cada de acuerdo a la composición característica de cada suelo.suelo.
3. TRANSMISION A LARGO PLAZO:3. TRANSMISION A LARGO PLAZO:
Induce cambios evolutivos ultra lentos, Induce cambios evolutivos ultra lentos, permite cambios adaptativos a gran escala permite cambios adaptativos a gran escala en las diferentes eras geológicos, es en las diferentes eras geológicos, es responsable de los saltos evolutivos.responsable de los saltos evolutivos.
RUTAS O MECANISMOS DE RUTAS O MECANISMOS DE TRANSMISION DE CODIGOS TRANSMISION DE CODIGOS
EVOLUTIVOSEVOLUTIVOS
La geomedicina considera que la radiación La geomedicina considera que la radiación cósmica transporta señales o información cósmica transporta señales o información (mensajes evolutivos) que al atravesar y (mensajes evolutivos) que al atravesar y penetrar al interior de la tierra, es leída y penetrar al interior de la tierra, es leída y codificada por la geocomputadora (estructura codificada por la geocomputadora (estructura cristalina de la tierra con propiedades cristalina de la tierra con propiedades semiconductoras) y transmitida a la biota.semiconductoras) y transmitida a la biota.
RUTAS O MECANISMOS DE RUTAS O MECANISMOS DE TRANSMISION DE CODIGOS TRANSMISION DE CODIGOS
EVOLUTIVOSEVOLUTIVOS
El universo es un sistema integrado, todo esta El universo es un sistema integrado, todo esta conectado nada esta suelto. La tierra y el cosmos conectado nada esta suelto. La tierra y el cosmos están en una relación de mutua dependencia están en una relación de mutua dependencia evolutiva.evolutiva.
La tierra lee los mensajes del universo y de la vida La tierra lee los mensajes del universo y de la vida orgánica que sustenta, los codifica, modula y orgánica que sustenta, los codifica, modula y transforma y de acuerdo a los patrones vibratorios, transforma y de acuerdo a los patrones vibratorios, induce cambios evolutivos en ella misma y en todo induce cambios evolutivos en ella misma y en todo lo que en ella habita.lo que en ella habita.
RUTAS O MECANISMOS DE RUTAS O MECANISMOS DE TRANSMISION DE CODIGOS TRANSMISION DE CODIGOS
EVOLUTIVOSEVOLUTIVOS
Consideremos 2 maneras de transmisiónConsideremos 2 maneras de transmisión ::
La radiación de fondo global y de baja La radiación de fondo global y de baja intensidad de la t ierra va acumulando los intensidad de la t ierra va acumulando los cambios en la información a través de cambios en la información a través de campos de fuerza o tensión, que al alcanzar campos de fuerza o tensión, que al alcanzar un punto crít ico inducen saltos evolutivos.un punto crít ico inducen saltos evolutivos.
RUTAS O MECANISMOS DE RUTAS O MECANISMOS DE TRANSMISION DE CODIGOS TRANSMISION DE CODIGOS
EVOLUTIVOSEVOLUTIVOS
Las modificaciones en los códigos de Las modificaciones en los códigos de información en el interior de la tierra, son información en el interior de la tierra, son incorporados a la estructura cristalina mineral, incorporados a la estructura cristalina mineral, que van ascendiendo a lo largo de ciclos que van ascendiendo a lo largo de ciclos geológicos, por los movimientos orogenéticos, geológicos, por los movimientos orogenéticos, a la superficie terrestre emitiendo por a la superficie terrestre emitiendo por radiación estos códigos a la materia viva radiación estos códigos a la materia viva orgánica e incorporándose estructuralmente a orgánica e incorporándose estructuralmente a la cadena alimenticia.la cadena alimenticia.
RUTAS O MECANISMOS DE RUTAS O MECANISMOS DE TRANSMISION DE CODIGOS TRANSMISION DE CODIGOS
EVOLUTIVOSEVOLUTIVOS