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Chiralität und Enantiomere Vorlesung Entstehung des Lebens Teil 6
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Text zum Nachlesen: https://internet-evoluzzer.de/chirali... • Bei vielen organischen Molekülen findet sich das Phänomen der Isomerie. Isomerie bedeutet, dass die Summenformel des Moleküls die gleiche ist, die Strukturformel jedoch eine andere. Das heißt, dass ein Molekül die gleiche Anzahl von Atomen haben kann, diese aber unterschiedlich angeordnet sein können. Neben diesen Strukturisomeren kommt bei organischen Molekülen auch etwas vor, dass man als Chiralität bezeichnet. Der Begriff Chiralität („Händigkeit“) betrifft die Struktur zweier Molekülsorten, die wie Bild und Spiegelbild gebaut sind und somit nicht durch Drehung zur Deckung gebracht werden können. • Derart asymmetrisch gebaute Moleküle drehen die Ebene von polarisiertem Licht, das durch eine Lösung oder einen Kristall asymmetrischer Moleküle geschickt wird, nach rechts oder nach links. Man sagt auch, dass solche Substanzen „optisch aktiv“ seien. Moleküle, die sich wie Bild und Spiegelbild verhalten, werden als Enantiomere bezeichnet; ihr chemisches und physikalisches Verhalten ist gegenüber nicht-chiralen Einflüssen, wie z. B. unpolarisiertem Licht oder Reaktionen mit nicht-chiralen Molekülen, tatsächlich gleich. In chiraler Umgebung hingegen, d. h. in polarisiertem Licht, bei Wechselwirkung mit Oberflächen chiraler Struktur oder in der Reaktion mit anderen chiralen Molekülen, sind Enantiomere physikalisch und chemisch deutlich voneinander unterscheidbar. • Im Rahmen klassischer Synthesen treten stets Gemische unterschiedlicher Enantiomeren auf (so genannte Razemate). Bemerkenswerterweise wird bei Lebewesen meist nur eine der Spiegelbild-Isomerien bevorzugt.; z. B. kommen in der Natur ausschließlich L-Aminosäuren und D-Zucker vor. Mit anderen Worten: Das Leben ist homochiral. • Dieser Beitrag geht der Frage nach, welches die Ursachen der Dominanz eines der Enantiomere bei Lebewesen sind. Wahrscheinnlich trugen bestimmte Bedingungen, wie z. B. bestimmte Mineraloberflächen, dazu bei, dass ein Typ der Enentiomere bei der Polymiersation bevorzugt wurde. Findet sich in einem Molekül-Ensemble ein homochirales Molekül mit einer charakteristischen Funktion (z. B. als Katalysator oder Matrize für die Synthese weiterer homochiraler Spezies), ist das Ergebnis ein Vorgang, der in eine Selektion hineintreibt. Von dem Zeitpunkt an, an dem ein homochirales Kompartiment (wo und aufgrund welcher Eigenschaften auch immer) „das Rennen machte“, waren die Würfel für eine andauernde Diskriminierung des anderen Enantiomers gefallen. Ein selektionäres Szenario ist auch nicht besonders spekulativ, sondern unter den gegebenen Voraussetzungen eine plausible theoretische Erwartung. • Andere Erklärungsversuche gehen aber noch tiefer in die Materie und suchen die Ursachen der Chiralität im Standardmodell der Teilchenphysik, in der Energieäquivalenz der Moleküle oder beim Eigendrehimpuls der Elektronen ... • Homepage: https://internet-evoluzzer.de/ • Homepage AG Evolutionsbiologie: https://www.ag-evolutionsbiologie.de/ • Twitter: / internetevoluz1 • Instagram: / internetevoluzzer • 0:00 Isomerie Chiralität • 3:46 Chirale Moleküle in der Natur (D-Aminosäuren, L-Kohlenhydrate) • 7:39 Ursachen der Homochiralität • 17:24 physikalische Ursachen: Standardmodell und sterile Neutrinos • 22:31 physikalische Ursachen 2: Paritätsverletzung • 24:55 physilakische Ursachen 3: Elektronenspin und Chirality-Induced Spin Selectivity • 26:45 Kreationisten und Chiralität
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