Nedavno je na ovoj stranici osvanuo članak iz laptopa našeg stalnog suradnika Sandra Vrbanusa „Potvrđeno opažanje prvog međuzvjezdanog asteorida“ i prvo pitanje čitatelja: „Zna li se koji mu je sastav?“ To bih i ja prvo pitao, ali ne znam što bih odgovorio. Pa ipak moram odgovoriti – jer znam odgovor.

Znanstvenici, kao prvo, nisu mogli odrediti kemijski sastav rečenoga asteroida jer se sastav nebeskih tijela određuje spektroskopski, a spektroskopija uglavnom funkcionira za plinove, posebice one usijane. Stoga se još u 19. stoljeću mogao odrediti kemijski sastav Sunčeve površine (fotosfere) prema zatamnjenjima njegova spektra – poznatim Fraunhoferovim prugama. Iz njih je 1868. godine  otrkriven helij (grč. helios = sunce), hipotetski element koji je prestao biti „hipotetski“ tek 1888. godine kada  je otkriven na Zemlji. Tek su tada kemičari vidjeli da nije riječ o metalu (zato ima u imenu završetak –ij, odnosno –ium), nego o plemenitom plinu.  

Zna se kemijski sastav repatica, točnije njihova repa. Još su zanimljivija istraživanja sastava međuzvjezdanog plina: do sada je u njemu otkriveno oko dvije stotine vrsta molekula, iona i radikala, a svake se godine otkriva još desetak  novih. No što je s kemijskim sastavom asteroida?

Razočarat ću vas. U geološkom smislu asteroidi, kometi i meteoriti sasvim su jednostavni, jer su geološki procesi u njima jednostavni. Geolozi poznaju preko pet tisuća minerala na Zemlji, no samo šezdeset u svemiru. Nasuprot nebrojno vrsta stijena na Zemlji postoje samo dvije vrste na Mjesecu. Jedna je bazalt, koji izgrađuje Mjesečeve ravnice („mora“), a druga anortozit, koja izgrađuje Mjesečeve planine. Te stijene nalazimo i na Zemlji. No što je s organskim materijalom, ugljikovim spojevima?

O njima znamo poglavito iz onoga što je palo na Zemlju. U meteoritima se ugljikovi spojevi obično ne nalaze, no postoji jedna klasa tog „kamenja iz svemira“ (ugljični hondriti) koja može sadržavati i četiri posto takvih spojeva. Najpoznatiji od tih meteorita su Allende i Murchison, nazvani po mjestima njihova pada, imenima dvaju seoceta, prvoga u Meksiku, drugoga u Australiji – analizom čijih se krhotina kemičari bave još od doba kada je ljudska noga stupila na Mjesec. Oba su naime mateorita pala iste, 1969. godine, pa su se znanstvenici njima  pozabavili kako bi iskušali analitičke metode koje su pripremali za Mjesečeve stijene. I što sve nisu našli… U jednom pregledu, objavljenom povodom  40. godišnjice pada meteorita Murchison, piše kako je u njemu identificirano 683 kemijska spoja, a sudeći po masenim spektrima uzoraka njihov bi ukupan broj mogao biti i nekoliko milijuna! Nema čega nema, no najvažnije su aminokiseline, građevni blokovi proteina.

Aminokiseline su jednostavne, no neobične molekule. Neobične su stoga što su kiralne. To da su kiralne znači kako postoje lijeve i desne molekule, baš kao što potoji lijeva i desna ruka (po čemu je kiralnost i dobila ime, od grčkog cheir – ruka), lijeva i desna cipela, rukavica, vijak i matica. Sve su aminokiseline u bjelančevinama lijeve, no one u meteoritima su smjese istog broja lijevih i desnih molekula. Upravo je to, isti broj lijevih i desnih molekula, dokaz kako aminokiseline ne potječu od živih bića – zemaljskih ili svemirskih, svejedno -  nego su nastale kemijskom sintezom  u samom metoritu. No postoji jedna iznimka, vrlo važna iznimka.

Riječ nije baš o onim aminokiselinama koje nalazimo u našemu tijelu, nego o njihovim metilnim derivatima. Dok je opća formula aminokiselina R-CH(NH₂)COOH, gdje R označava skupinu atoma po kojoj se razlikuju, alfa-metilne aminokiseline imaju vodik, H,  na alfa-atomu zamijenjen metilnom skupinom, -CH₃. Njihova formula nije dakle R-CH(NH₂)COOH nego R-C(CH₃)(NH₂)COOH. I to ne bi bilo  ništa neobično, jer zašto se među 683 molekule ne bi našla i jedna ili dvije takve, kad metilirane aminokiseline pronađene u meteoritu Murchison ne bi imale različit broj lijevih (S) i desnih (R) molekula. Konkretno, metilirana aminokiselina s R = C₂H₅-, ima čak 15,2 % viška lijevog izomera, izomera (S). Zašto je to važno?

Važno je ne zbog samih molekula, nego zbog onoga što iz njih nastaje. Kada metilirane aminokiseline reagiraju s vodom, od njih na kraju nastaju aminokiseline koje više nisu metilirane – i to upravo one kiralnosti koje imaju aminokiseline što ih nalazimo u našem tijelu (i stanicama svih živih bića). Je li kiralnost došla iz svemira? Ako je odgovor na to pitanje potvrdan, sve su naše aminokiseline lijeve upravo zbog viška (S)-izomera metiliranih aminokiselinama u meteoritima, a vjerojatno i u drugim nebeskim tijelima.

Ništa se u našoj biokemiji ne bi promjenilo da su nam sve aminokiseline desne, a svi šećeri lijevi (i te su molekule kiralne). Samo bismo živjeli životom iza zrcala. Hranu ne bismo mogli probaviti, jer su naši enzimi prilagođeni lijevim aminokiselinama i desnim šećerima. Da bismo mogli živjeti morali bismo živjeti u sasvim drugom svijetu, svijetu izgrađenom od molekula suprotne kiralnosti. Postoji li takvo što u svemiru?

Sve sam to napisao potaknut upravo otkrićem asteroida koji je do nas došao iz drugoga zvjezdanog sustava. Možda u njemu postoje metilirane aminokiseline, ali takve u kojima izomer (R) preteže nad izomerom (S)? U tom bi slučaju život u svemiru mogao biti druge kiralnosti nego onaj na Zemlji, poput života što sam ga upravo opisao. Dalje ne bih išao: kako su nastale prve kiralne molekule velika je zagonetka, oko koje se ispredaju mnoge više ili manje uvjerljive, pa i čisto fantastične teorije. No analiza uzorka međuzvjezdanog asteroida mogla bi nas približiti odgovoru na to pitanje svih pitanja - ali do asteroida (ipak!) treba doći. 

Nenad Raos, rođen u Zagrebu 1951. godine, je kemičar, umirovljeni znanstveni savjetnik u trajnome zvanju. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti: napisao je na stotine znanstveno-popularnih članaka, sedam je godina bio glavni urednik Prirode, a sada je urednik rubrike „Kemija u nastavi“ u časopisu Kemija u industriji. Autor je sedam izložbi u Tehničkom muzeju Nikola Tesla u Zagrebu te 12 znanstveno-popularnih knjiga. Sljedeće mu godine izlazi još jedna, ovaj put na engleskom jeziku, s temom postanka života na Zemlji.