nuoc(Hóa học ngày nay-H2N2)-Các mô phỏng mới của các nhà khoa học Đức vừa cho thấy các phân tử nước thực ra hình thành nên hai dạng cấu trúc khác nhau, vỡ làm đôi và tái kết hợp lại ở tốc độ của ánh sáng. Sự phức hợp như vậy giải thích cho nguyên nhân tại sao sự sống lại khởi đầu từ môi trường ẩm ướt.

Một phân tử nước đơn giản bao gồm: hai nguyên tử hydro kết hợp với một nguyên tử ôxy, hình thành nên các liên kết yếu với các phân tử láng giềng của nó để tạo ra các cấu trúc phức hợp hơn. Việc này cho phép nó hoạt động như một môi trường cho sự sinh trưởng và tiến hóa của hầu hết các phân tử phức hợp trong vũ trụ, bao gồm các enzym, protein và ADN. Nhưng tại sao lại là nước chứ không phải hydro peroxide hoặc thậm chí ammonia? Từ lâu các nhà khoa học đã loay hoay tìm cách giải thích câu hỏi này nhưng vẫn chưa đưa ra được lời giải. Một nghiên cứu mới có thể đã tìm ra được đầu mối thiết yếu nhất. Các nhà nghiên cứu của trường đại học Freiburg sử dụng các mô hình máy tính để thăm dò cách các phân tử nước hình thành nên các cấu trúc, một hiện tượng đã được khẳng định trên thực nghiệm. Kết hợp với các máy tính để bàn tiêu chuẩn, nhóm đã áp dụng các mô hình thông thường được thiết kế để nghiên cứu các hệ thống phức tạp, ví dụ như Internet, sự phân tán của virut và sự cuộn gập của các protein, để điều tra cấu hình của nước ở các cấp độ nhỏ nhất.

Điều mà nhóm nghiên cứu quan sát được đó là các phân tử nước liên kết với nhau theo một cách cơ động và phức tạp đáng ngạc nhiên. Một thể tích nước cho trước chứa hai loại hình cấu trúc phân tử - một sự kết tụ được nén lỏng lẻo và một sự sắp xếp chặt chẽ mô phỏng lưới tinh thể. Nhưng cả hai cấu trúc có xu hướng vỡ ra làm đôi và tái kết hợp một cách thường xuyên, theo trật tự thời gian cực nhỏ. Kết quả là tạo ra một hỗn hợp các phân tử nước hỗn loạn. Bên trong hỗn hợp ấy, các nguyên tử hydro hình thành nên các kết nối hoạt động giống như những lưỡi câu, ở đó các nguyên tử cácbon hoặc nitơ có thể liên kết lại để hình thành nên những khởi đầu của các phân tử hữu cơ phức hợp. Và quy trình này có thể ảnh hưởng mạnh tới sự vận động của các hệ sinh học thậm chí phức tạp hơn, ví dụ như các protein, bằng cách giúp chúng lắp ghép. Cho tới nay, chưa có một chất lỏng nào thể hiện được tính chất này. Nhóm nghiên cứu cho biết, khám phá này đã đưa ra một khung để hiểu được nước và các cấu trúc ẩn giấu của nó tác động tới chức năng của protein như thế nào ở cấp độ cơ bản.

Nguồn Nasati/Sciencemag

Hits smaller text tool iconmedium text tool iconlarger text tool icon

Comments powered by H2N2

Tin liên quan:
Tin mới hơn:
Tin cũ hơn:

DANH MỤC TÀI LIỆU

Khám phá mới về cấu trúc của nước ở kích cỡ nhỏ nhất