| Revista: | Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana |
| Base de datos: | PERIÓDICA |
| Número de sistema: | 000397036 |
| ISSN: | 1405-3322 |
| Autores: | Mosqueira, Fernando G1 Negrón Mendoza, Alicia2 Ramos Bernal, Sergio2 |
| Instituciones: | 1Universidad Nacional Autónoma de México, Dirección General de Divulgación de la Ciencia, México, Distrito Federal. México 2Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Ciencias Nucleares, México, Distrito Federal. México |
| Año: | 2015 |
| Volumen: | 67 |
| Número: | 3 |
| Paginación: | 421-432 |
| País: | México |
| Idioma: | Inglés |
| Tipo de documento: | Artículo |
| Enfoque: | Analítico, descriptivo |
| Resumen en español | En este trabajo analizamos la oligomerización de aminoácidos en condiciones prebióticas y con la ayuda de un modelo matemático estocástico simple. Nuestra suposición principal es que la reactividad entre estos monómeros es distinta, tal como los resultados experimentales lo sugieren. Estas condiciones conducen a la síntesis de polímeros aleatorios y sesgados, y no solamente a polímeros aleatorios. Otra forma de expresar este resultado sería decir que obtenemos oligopéptidos prebióticos con aleatoriedad limitada. Para tomar en cuenta la oligomerización de los aminoácidos seguimos una clasificación en 4 grupos: polar positivo (p+), polar negativo (p– ), neutro (n), y no-polar (np). Además, hacemos uso de las cadenas de Markov para cuantificar la reactividad entre los aminoácidos, puesto que este proceso (o sucesión de eventos) acontece en el tiempo y en cada etapa el resultado dependerá del azar, de acuerdo a probabilidades de reacción preestablecidas. Así, ordenamos todas las posibles interacciones electromagnéticas por parejas en una matriz de reactividad de 4 x 4. Luego aplicamos este modelo matemático a cada etapa de la reacción de la dicetopiperazina; tanto en sus etapas de iniciación como de elongación. La naturaleza de los aminoácidos provee únicamente un número restringido de iniciadores de la oligomerización. Además, un cuidadoso análisis de la etapa de elongación revela que solamente se producen especies con número impar de monómeros, excluyéndose aquellos con número par de monómeros. Por otra parte, el modelo matemático predice la existencia de estados estacionarios de la cadena de Markov, la cual limita aún más la variabilidad de la población de los oligómeros sintetizados. Subrayamos entonces que los polipéptidos que se producen en un medio prebiótico son aleatorios, claro está, pero están sesgados y tienen una aleatoriedad restringida |
| Resumen en inglés | In the present work we address to the oligomerization of amino acids under plausible prebiotic conditions and within the framework of a simple stochastic mathematical model. A main premise of our approach is that the reactivity of such monomers is different, as experimental results suggest. Such condition would lead to the synthesis of random but biased polymers and not to purely random polymers. Another manner to phrase such result is to say that synthesized prebiotic oligopeptides have a limited randomness. To consider oligomerization of amino acids, we follow a classification of amino acids into 4 groups: Polar positive (p+ ), polar negative (p– ), neutral (n), and non-polar (np). Besides, we choose to use Markov chains to evaluate the reactivity among them, as it is a process or succession of events developing in time in which the result in any stage depends on chance, according to pre-established probabilities of reaction. So, we arrange all possible pair-wise electromagnetic interactions into a 4 x 4 reactivity matrix. Then we apply this mathematical model to every stage of the diketopiperazine reaction: Its initiation and elongation stages. The chemical nature of the amino acid monomers provides only a limited number of initiators to the oligomerization process. Besides, on close examination of the elongation stage it is revealed that oligopeptides are produced only the odd-mer species, but none pair-mer peptides. Furthermore, the mathematical model predicts the existence of a Markov chain steady state which limits still more the variability in the population of synthesized oligomers. We emphasize then that the polypeptides that were produced in a prebiotic environment were random, of course, but were biased and had a restricted randomness, due to differences in the polarity of the participating amino acids. Another important observation from this study is that it can be envisaged that c |
| Disciplinas: | Geociencias |
| Palabras clave: | Mineralogía, petrología y geoquímica, Oligopéptidos, Cadenas de Markov, Polipéptidos, Dicetopiperazina, Heteropolímerización, Homopolímerización, Aleatoriedad |
| Keyword: | Earth sciences, Mineralogy, petrology and geochemistry, Oligopeptides, Markov chains, Polypeptides, Diketopiperazine, Heteropolymerization, Homopolymerization, Ramdomness |
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