В биологии понятие четности возникает в контексте хиральных молекул, когда существуют две молекулы с одинаковой структурой, но с противоположной четностью. Интересно, что один энантиомер часто сильно преобладает над другим в природных биологических системах (например, D-глюкоза встречается повсеместно, L-глюкоза встречается в природе редко).
В физике установлено, что слабые взаимодействия нарушают четность, из чего (если я правильно понимаю) следует физическое различие между лево- и правовинтовыми системами.
Это наводит меня на следующие вопросы: влияет ли нарушение четности в физике на физические или химические свойства хиральных молекул? И имеет ли это какое-либо значение для нашего понимания биологической гомохиральности?
Идея о том, что должна быть какая-то причина того, что вся земная ДНК имеет правый поворот (или D-по сравнению с L-глюкозой, или что-то еще из вашей любимой хиральной биомолекулы), восходит к открытию биомолекулярной хиральности Пастером. .
Связь со слабым ядерным взаимодействием, по-видимому, известна как «гипотеза Вестера-Ульбрихта» после ее первого появления в литературе более или менее сразу после открытия несохранения четности в ядерных слабых взаимодействиях. Как говорится в ответе Эмилио, это интересная идея, но трудно заставить математику работать только потому, что слабое взаимодействие настолько слабое. Литература, кажется, колеблется между «вот способ, которым слабое взаимодействие могло бы соединиться с биологической хиральностью» и «нет никаких доказательств этой связи».
Обзор Bonner (2000) заключает
Рассмотрение всех линий доказательств приводит к выводу об отсутствии обоснования такой причинно-следственной связи и о полной независимости двух уровней нарушения паритета друг от друга.
Но это не закрыло вопрос. Дрейлинг и Гей (2014) сообщают, что распад конкретной хиральной молекулы электронами имеет небольшую ( ) асимметрия электронной поляризации. Поскольку быстрые электроны в естественной среде в основном образуются либо в результате бета-распада, либо в результате космических лучей (а космические электроны представляют собой вторичные или третичные частицы, образующиеся при слабом распаде мюонов), электроны бета-распада имеют тенденцию иметь «левостороннюю» поляризацию. , это своего рода асимметрия, которая может систематически подавлять один энантиомер в пребиотической среде. Так что, возможно, это возвращает маятник к «может быть, вот способ».
Причина, по которой слабое ядерное взаимодействие называется «слабым», заключается в том, что оно играет минимальную роль по сравнению с электромагнетизмом и сильным ядерным взаимодействием. Вообще говоря, он действительно проявляется только при распаде ядра, и хотя он может быть ответственным за появление хиральных основных состояний ядер (см., например , Почему возможны грушевидные ядра? ), его влияние на динамику вне ядра по существу незначительно.
Трудно полностью исключить происхождение слабого взаимодействия для биологической гомохиральности просто потому, что мы просто не понимаем последнего, но, вообще говоря, очень немногие люди серьезно рассматривают эту возможность (по крайней мере, при отсутствии какой-либо еще не открытой связи). механизм).
пользователь4552
Тиберий
авгурар
полфосоль