Recebido em 22/10/09; aceito em 22/12/09; publicado na web em 6/5/10 HOMOCHIRAL BIOMOLECULAR EVOLUTION. THE ORIGIN AND THE AMPLIFICATION OF CHIRALITY IN LIFE MOLECULES. The fact that biologically relevant molecules exist only as one of the two enantiomers is a fascinating example of complete symmetry breaking of chirality and has long intrigued our curiosity. The origin of this selective chirality has remained a fundamental enigma with regard to the origin of life since the time of Pasteur, 160 years ago. The symmetry breaking processes, which include autocatalytic crystallization, asymmetric autocatalysis, spontaneous crystallization, adsorption and polymerization of amino acids on mineral surfaces, provide new insights into the origin of biomolecular homochirality.Keywords: origin of life; handedness; symmetry breaking.
INTRODUÇÃOA quiralidade molecular é um fenômeno que pervaga na natureza e tem fascinado químicos e físicos desde sua descoberta em meados do século XIX. Um aspecto especialmente contundente é a homoquiralidade da vida. As macrobiomoléculas tendem a ser homoquirais o que implica serem construídas a partir de unidades de mesma quiralidade. Entre os eucariotos, todos os aminoácidos proteinogênicos possuem a configuração L, enquanto que seu enantiômero D é necessário para formar as paredes das células das bactérias. Várias hipóteses foram enunciadas para explicar como a natureza introduziu tal viés favorecendo um enantiômero preferencialmente sobre o outro. A intuição de Pasteur sobre a "dissimetria das forças cósmicas" 1 encontrou sua comprovação no conceito mais moderno de violação da paridade, 2 que resulta na sutil diferença de energia entre dois enantiômeros. Esta diferença tem sido assunto de numerosos cálculos teóricos, 3 cuja comprovação experimental ainda litigiosa é motivo de intensa discussão sobre se esse efeito tem responsabilidade sobre a origem da homoquiralidade da vida. Muito embora a origem desta assimetria permaneça desconhecida, ela é frequentemente questionada se vida poderia existir ou ser originada sem a quiralidade molecular. A origem da homoquiralidade é intrínseca à origem da vida. Se quisermos entender como a vida surgiu na Terra (ou possivelmente em outro lugar) devemos compreender como a homoquiralidade emergiu a partir dos blocos quirais de construção (enantiômeros).
4A resolução de racematos é comumente realizada através de reagentes ou catalisadores quirais, enquanto é uma prática rara a resolução espontânea de enantiômeros por cristalização, ou pela cristalização de moléculas aquirais em grupos espaciais quirais. Os numerosos exemplos descritos, em geral resultam de experimentos serendipiticos em lugar dos oriundos de um planejamento prévio. Em meados do século XIX, Pasteur resolveu um aparente paradoxo de que sais de amônio e sódio do ácido (+)-tartárico ativo e do ácido racêmico inativo, também chamado de ácido paratartárico, pareciam serem isomorfos e idênticos em todos os aspectos salvo a atividade ótica. Repetindo a cristalização do sal racêmico inativo em temp...