کایرالیته چیست؟

کایرالیته چیست؟
کایرالیته چیست؟ دانش آگاهی پلی به سوی دانایی
در دنیای شیمی، بعضی از مولکول‌ها ویژگی‌ای به نام «کایرالیته» (Chirality) دارند. اگر این واژه برایتان ناآشناست، بد نیست آن را با «راست‌دستی» و «چپ‌دستی» مقایسه کنیم. وقتی می‌گوییم مولکولی کایرال است، یعنی این مولکول را می‌توان در دو شکل متفاوت تصور کرد که همانند دست راست و دست چپ می‌مانند. شما نمی‌توانید دست راست را دقیقاً روی دست چپ منطبق کنید

در دنیای شیمی، بعضی از مولکول‌ها ویژگی‌ای به نام «کایرالیته» (Chirality) دارند. اگر این واژه برایتان ناآشناست، بد نیست آن را با «راست‌دستی» و «چپ‌دستی» مقایسه کنیم.
وقتی می‌گوییم مولکولی کایرال است، یعنی این مولکول را می‌توان در دو شکل متفاوت تصور کرد که همانند دست راست و دست چپ می‌مانند. شما نمی‌توانید دست راست را دقیقاً روی دست چپ منطبق کنید؛ اگر دستکشی مخصوص دست راست را در دست چپ بپوشید، انپشت شست قرار نخواهد گرفت سایر انگشتان و اندازه نخواهد بود. این مثال روزمره نشان می‌دهد که این دو شکل آینه‌ای هرگز به‌طور کامل روی هم منطبق نمی‌شوند؛ به همین دلیل است که می‌گوییم مولکول کایرال، دو فرم «تصویر آینه‌ای» دارد.

چرا کایرالیته مهم است؟
در موجودات زنده و ساختار حیات روی زمین، بسیاری از مولکول‌های اساسی ـ از جمله آمینواسیدها (واحدهای سازندهٔ پروتئین‌ها) ـ همگی یک جور «جهت» یا «دستی» خاص دارند. برای مثال، بیشتر آمینواسیدهای بدن ما «چپ‌دست» هستند. این پدیده سال‌هاست برای دانشمندان جالب است که چرا طبیعت، تنها یکی از این دو فرم آینه‌ای را به‌کار برده است و چرا هر دو شکل چپ‌دست و راست‌دست را به یک اندازه استفاده نکرده‌ایم.

یافتهٔ سوم در سیارک بنو چه می‌گوید؟

در مأموریت فضایی اوسیریس‌رکس (OSIRIS-REx) که از سیارک بنو نمونه‌برداری کرده است، سه کشف مهم گزارش شده است. یکی از این کشف‌ها (یافتهٔ سوم) نشان می‌دهد در بخشی از نمونه‌های بنو، آمینواسیدها با نسبت تقریباً برابر از فرم چپ و راست یافت شده‌اند. این در حالی است که در زمین، تقریباً همهٔ آمینواسیدها یک شکل ـ یعنی چپ‌دست ـ هستند. اگر آزمایش‌های بعدی این نتیجه را تأیید کنند، چه پیامدهایی دارد؟

  1. شرایط پایداری هر دو فرم در خارج از زمین
    این داده‌ها می‌تواند نشان دهد که در محیط‌های بیرون از زمین، ممکن است آمینواسیدها به‌صورت مخلوطی از هر دو فرم چپ و راست شکل بگیرند و این ترکیب تا مدت طولانی بدون آنکه روی یک نوع خاص گزینش شود باقی بماند. این موضوع برخلاف آن چیزی است که در نمونه‌های شهاب‌سنگی پیشین دیده‌ایم؛ زیرا معمولاً در شهاب‌سنگ‌ها هم آمینواسید چپ‌دست برتری دارد.

  2. پرسش دربارهٔ آغاز حیات روی زمین
    اگر در آغاز شکل‌گیری زمین و ورود مواد آلی به آن، فرم‌های چپ و راست آمینواسیدها به نسبت تقریباً برابر وجود داشته باشد، پس چه عامل یا عواملی باعث شده‌اند که در چرخهٔ حیات زمینی، فرم چپ‌دست دست بالا را بگیرد؟ تأیید این یافتهٔ بنو، می‌تواند فرضیات جدیدی را دربارهٔ فرایندهای انتخاب طبیعی یا شرایط شیمیایی اولیهٔ سیارهٔ ما مطرح کند.

  3. دقت در آزمایش و احتمال خطا
    تمامی دانشمندانی که با این داده‌ها سروکار دارند، بارها تأکید کرده‌اند که باید محتاط بود. باید بررسی شود که آیا دستگاه‌ها و فرایندهای تحلیلی درست کار کرده‌اند یا نه؛ زیرا یک اشتباه کوچک در اندازه‌گیری، می‌تواند به چنین نتیجهٔ عجیبی منجر شود. بنابراین، پیش از هر نتیجه‌گیری بزرگ، آزمایش‌های متعددی با دقت بالا انجام خواهد شد.

  4. گامی نو در شناخت پدیدهٔ کایرالیته
    اگر در نهایت این کشف تأیید شود، ما با نمونه‌ای نادر از مادهٔ آلی فرازمینی روبه‌رو هستیم که در آن دو شکل آینه‌ای یکسان حضور دارند. این مسئله می‌تواند زاویهٔ دید تازه‌ای برای محققان فراهم کند تا بهتر بفهمیم انتخاب طبیعی در زمین، چه‌طور باعث شده تنها یک شکل از آمینواسیدها (چپ‌دست) در موجودات زنده غالب شود.

جمع‌بندی
به‌طور خلاصه، کایرالیته پدیده‌ای است که نقش مهمی در حیات بر روی زمین دارد و ما هنوز دقیقاً نمی‌دانیم چرا طبیعت، تنها از فرم چپ‌دست آمینواسیدها بهره می‌گیرد. کشف احتمالی یک نسبت ۵۰-۵۰ بین فرم‌های چپ و راست در نمونه‌های سیارک بنو، می‌تواند سرنخ‌های ارزشمندی دربارهٔ روند شکل‌گیری حیات و ترکیبات آلی در منظومهٔ شمسی در اختیار ما بگذارد. هرچند، این نتیجه باید از جنبه‌های مختلف راستی‌آزمایی شود تا اطمینان حاصل شود که داده‌ها عاری از هر گونه خطای تحلیلی هستند.