SERIAM AS FORÇAS FUNDAMENTAIS A ORIGEM DA BIOQUIRALIDADE MOLECULAR?
Na primeira metade do século XIX, através das experiências de E. Mitscherlic foi constatado que o ácido tartárico apresentava atividade óptica, ao passo que o ácido racêmico ou paratartárico não apresentava, embora ambos fossem isômeros. Mais tarde, Louis Pasteur observou que o ácido racêmico era composto por iguais quantidades de moléculas espelhadas, onde uma parte girava o plano de polarização da luz para a direita (dextrógira), semelhante ao ácido tartárico, e a outra para a esquerda (levógira), levando-o a afirmar ser essa a razão da sua inatividade óptica. Em seguida, Pasteur percebeu que a natureza prioriza a produção de uma determinada forma enantiomérica das moléculas orgânicas. Por exemplo, existe apenas a forma levógira dos aminoácidos nas proteínas e a forma dextrógira dos açúcares nos ácidos nucleicos (DNA e RNA). Ainda hoje, essa “preferência” pela quiralidade das moléculas da vida é incompreendida. Propostas foram lançadas para explicar a origem dessa homoquiralidade, dentre elas, contribuições das violações de paridade em forças fundamentais na Física. Nesse sentido, a interação fraca, que comprovadamente viola a simetria de paridade, entre núcleons e o elétron, e entre estes e os neutrinos ou mesmo WIMPs (Weakly Interagent Massive Particles) apresenta uma pequena diferença de energia na violação da paridade (DEVP), o que levaria a uma pequena diferença de energia na produção do enantiômero dextrógiro ou levógiro, com processos de autocatálise levando à homoquiralidade. Por outro lado, propostas de teorias quânticas da gravitação (Chern-Simons e Gravidade Quântica em Loop) e o potencial newtoniano modificado de Leitner e Okubo apresentam uma DEVP para a interação gravitacional, uma vez que contêm termos que violam a simetria de paridade. Sendo assim, este trabalho visa analisar as diversas contribuições teóricas para a DEVP em moléculas orgânicas, investigando o papel das forças fundamentais na bioquiralidade molecular.
SERIAM AS FORÇAS FUNDAMENTAIS A ORIGEM DA BIOQUIRALIDADE MOLECULAR?
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DOI: 10.22533/at.ed.7702014071
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Palavras-chave: Interações Fundamentais. Diferença de Energia em Violações de Paridade. Bioquiralidade.
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Keywords: Fundamental Interactions. Energy Difference in Parity Violation. Biochirality.
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Abstract:
In the first half of the nineteenth century, through the experiments of E. Mitscherlic, it was found that tartaric acid had optical activity, whereas racemic or paratartaric acid did not, in despite both are isomers. Louis Pasteur later noted that racemic acid was composed of equal amounts of mirrored molecules, where one part rotated the plane of polarization of light to the right, similar to tartaric acid, and the other to the left, leading him to claim that this is the reason for his optical inactivity. Next, Pasteur realized that, at given times, nature prioritizes the production of a particular enantiomeric form of organic molecules. For example, there is only the left form of amino acids in proteins and the right form of sugars in nucleic acids (DNA and RNA). Even today, this "preference" for the chirality of life’s molecules is misunderstood. However, proposals were launched to explain the origin of this homochirality, among which contributions from parity violations in fundamental forces in physics. In this sense, the weak interaction between nucleons and the electron, which demonstrably violates the parity symmetry, has a small energy difference in parity violation (PVED), which would induce a slight energy difference in the production of the left or right enantiomer, with processes of autocatalysis leading to the homochirality. Still within the weak interaction, the electronneutrino and Weakly Interagent Massive Particles (WIMPs) interactions also have a PVED, whereas supernova neutrinos have a higher PVED in relation to cosmological neutrinos or WIMPs. On the other hand, proposals for quantum theories of gravity (Chern-Simons and LQG - Loop Quantum Gravity), and the modified Newtonian potential of Leitner and Okubo (1964), present a DEVP for gravitational interaction, since they contain terms that violate the symmetry of parity. Thus, this work aims to analyze the various theoretical contributions to the PVED of organic molecules, thereby investigating the role of the fundamental forces in the molecular biochirality.
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Número de páginas: 21
- CELIO RODRIGUES MUNIZ
- LEONARDO TAVARES DE OLIVEIRA
- ALANA CAROLINA LIMA DOS SANTOS
