Hidrogeno-loturak Horizonte berriak kimikan

Abdezarrak Duhalek Marrakex-eko Unibertsitatean burutu zituen kimikazko ikasketak eta harez gero, munduko ikerketa-zentro ospetsuetan ihardun du ikerketan. Zentro horien artean Kaliforniako CALTECH entzutetsua dago. Egun Gaztela-Mantxako Unibertsitateko irakaslea da.

Abdezarrak Duhalek Marrakex-eko Unibertsitatean burutu zituen kimikazko ikasketak eta harez gero, munduko ikerketa-zentro ospetsuetan ihardun du ikerketan. Egun Gaztela-Mantxako Unibertsitateko irakaslea da.

I.X.I.

Hitzaldian zehar, Abdezarrak Duhal irakasleak hidrogeno-loturaren berezitasunak, garrantzia eta honen inguruko azken ikerketen emaitzak azpimarratu zituen. Hidrogeno-lotura biziaren oinarri moduan definitu zuen Linus Pauling-ek duela hirurogei bat urte. Izan ere, lotura-mota honek, non hidrogeno-atomo batek bi heteroatomoen artean zubia egiten baituen, prozesu biologiko askotan giltzarria da. Esaterako, ADNren helizean base nitrogenatuen hidrogeno-loturen bidez lotzen dira bi katea osagarriak.

Hidrogeno-loturen ezaugarri nagusietako bat malgutasuna da eta horren inguruan eginiko azkeneko ikerketek emaitza jakingarriak eman dituzte. Duhal irakasleak hiru ideia nagusien inguruan laburbildu zituen ikerketen emaitzak.

Batetik, hidrogeno-zubiek ADNaren kateak lotzen dituztenez, hidrogeno-zubiak nola eratuta dauden, hau da, hidrogeno-atomoa zein heteroatomori eta nola dagoen lotuta oso inportatea da. Izan ere, baseak binaka lotzen direnean hidrogeno-zubi batzuk baino ez daude baimenduta eta horren ondorioz, adenina timinarekin soilik lotzen da eta zitosina guaninarekin. Alabaina, hidrogeno-loturaren malgutasuna medio, etengabeko dantzan ari dira loturaren konfigurazio espazial posible guztiak. ADNa errepikatzeko unean, loturaren konfigurazioa, kokaera espaziala, okerra baldin bada, ADNaren errepikapena okerra da base egokiak ez direlako lotzen (guanina adeninarekin lotzen da zitosinarekin lotu ordez, adibidez) eta, ondorioz, informazio genetiko okerra transmititzen zaio ADN molekula berriari, minbizi baten sorrera eragin dezakeena esaterako.

Bestetik, hidrogeno-loturaren une jakin bateko konfigurazioari buruzko informazioa zuzenean ADN molekula aztertuz lortzea oso zaila da. Beraz, informazio hori eskuratzeko zunda molekular egokiak lortuko balira, aurrerapauso izugarria izango litzateke prozesu biologikoen mekanismo molekularrak modu errazean aztertzeko. Zunda horien oinarria hidrogeno-zubien malgutasunaren ezaugarri bereziak, maiztasun jakin batzuetan argia zurgatzea eta argi hori espektrometriaz neurtu ahal izatea adibidez, izan daiteke.

Ziklodestrinen barnean kokatutako molekulaz osatutako hodi moduko egituren unitatea; adibidean, 2,2'-(hidroxifenil)-4-metiloxazola da ziklodestrinaren barneko molekula. Hidrogeno-loturaren konfigurazioak aginduko du zein maiztasunetan zurgatu edo igorriko duen argia. Maiztasuna, barnean dagoen molekularen eta ziklodestrinaren egituraren menpe dago.

Bigarrenik, hidrogeno-loturaren malgutasunaren ondorioz barne-hidrogenozko loturak dituzten molekula batzuk erabil daitezke prozesu biologikoetan ingurune konkretu batzuetan, botiken eragin puntuetan esaterako, zunda moduan kokagune horien konfigurazioa aztertzeko eta botiken kasuan adibidez, horien eraginkortasuna areagotu ahal izateko informazioa eskuratzeko. Ezaugarri horrek ere, molekula batzuk ontzi moduko egitura molekularren barruan, ziklodestrinetan adibidez, kokatzeko gaitasuna ematen die. Ontzi horiek halaber, elkarri lotuta hodi moduan antola daitezke eta barruan dagoen hidrogeno-lotura duten molekula horiek konfigurazio bereziak hartzeko gauza dira, argia zurgatu eta igorri dezaketelarik maiztasun konkretu batzuetan eta horrek balio lezake, hodi horretan zehar, argiaren bidez hodiaren mutur batetik bestera informazioa transmititzeko.

Azkenik, hidrogeno-loturen azterketan erabiltzen diren teknikek, femtosegundoko laserrek alegia, erreakzio kimikoak ikusgai egin ditzakete erreakzioa garatzen ari den tarte osoan zehar, alegia, erreakzio kimikoaren urrats guztietan gertatzen ari dena jakin daiteke. Duela berrogeita hamar urte arte, erreakzio kimikoetan erreaktiboak eta produktuak baino ez ziren ikusten. Gero, bitartekari batzuk ere ikusteko era egon zen, baina teknika hauek trantsizio-egoerak ere ikusgai egiten dituzte eta erreakzio kimikoaren dinamika osoa agerian geldi daiteke.