Racemizzazione degli amminoacidi
La racemizzazione degli amminoacidi è un metodo di datazione che sfrutta il processo naturale di racemizzazione per stimare l'età di un campione biologico.[1][2][3][4][5] Questa tecnica viene applicata in paleobiologia, archeologia, scienza forense, tafonomia, sedimentologia e altri campi.
Nei cristalli, gli amminoacidi esistono in due forme speculari, definite enantiomeri (o isomeri ottici), che orientano il piano della luce polarizzata verso sinistra (forma "levogira" o "L") o verso destra (forma "destrogira" o "D"): negli organismi viventi è presente soltanto la forma levogira L.
Con il sopravvenire della morte dell'organismo, le molecole degli amminoacidi iniziano a diventare destrogire, fino a raggiungere uno stato di equilibrio tra i due isomeri ottici, nel quale la luce non sarà più deviata, in quanto la forma levogira e quella destrogira si equivalgono. Questo stadio viene definito racemo.[6] La misura del rapporto tra le configurazioni D e L in un campione biologico permette di avere una stima del tempo trascorso dalla morte dell'organismo vivente.[7]
Fattori che influiscono sulla racemizzazione[modifica | modifica wikitesto]
La velocità con la quale avviene la racemizzazione non è del tutto costante: varia infatti in funzione della temperatura e a seconda del tipo di amminoacido.
Il metodo di datazione basato sul fenomeno non è di facile applicazione, a causa della difficile determinazione delle temperature medie a cui il campione è stato sottoposto nel corso della sua storia. Ad esempio l'esposizione ad una sorgente di calore di origine naturale o antropica, come un incendio, può accelerare enormemente l'inversione dalla forma levogira a quella destrogira.
A partire dagli anni settanta il metodo è stato applicato in archeologia per la datazione delle ossa. Il limite cronologico di validità del metodo risale fino a circa 100.000 anni fa. Poiché il clima influenza la velocità a cui il fenomeno avviene, è necessario preliminarmente calibrare il metodo specificatamente per il sito indagato, per mezzo di altri tipi di analisi. Successivamente a tale calibrazione il metodo della racemizzazione potrà essere utilizzato per la datazione di reperti organici, risalendo nel tempo molto oltre le possibilità del metodo del radiocarbonio.
Amminoacidi utilizzati[modifica | modifica wikitesto]
Nelle analisi della racemizzazione si fa normalmente riferimento al rapporto D-alloisoleucina/L-isoleucina (rapporto A/I o D/L), che ha il vantaggio di essere facile da misurare e cronologicamente valido per tutto il Quaternario.[8]
Le tecniche di cromatografia liquida ad alta prestazione (HPLC) possono misurare su un singolo cromatogramma fino a 9 amminoacidi utili nella geocronologia su differenti scale di tempo: acido aspartico, acido glutammico, serina, alanina, arginina, tirosina, valina, fenilalanina, leucina).[9][10][11]
In anni recenti ci sono stati progressi nel misurare separatamente gli amminoacidi con la tecnica intra-cristallina, che sembra migliorare in alcuni casi i risultati.[12]
Note[modifica | modifica wikitesto]
- ^ J. L. Bada, Amino Acid Racemization Dating of Fossil Bones, in Annual Review of Earth and Planetary Sciences, vol. 13, 1985, pp. 241-268, Bibcode:1985AREPS..13..241B, DOI:10.1146/annurev.ea.13.050185.001325.
- ^ L. Canoira, M. J. García-Martínez, J. F. Llamas, J. E. Ortíz e T. D. Torres, Kinetics of amino acid racemization (epimerization) in the dentine of fossil and modern bear teeth, in International Journal of Chemical Kinetics, vol. 35, n. 11, 2003, p. 576, DOI:10.1002/kin.10153.
- ^ J. Bada e G. D. McDonald, Amino Acid Racemization on Mars: Implications for the Preservation of Biomolecules from an Extinct Martian Biota (PDF), in Icarus, vol. 114, 1995, pp. 139-143, Bibcode:1995Icar..114..139B, DOI:10.1006/icar.1995.1049, PMID 11539479.
- ^ B. J. Johnson e G. H. Miller, Archaeological Applications of Amino Acid Racemization, in Archaeometry, vol. 39, n. 2, 1997, p. 265, DOI:10.1111/j.1475-4754.1997.tb00806.x.
- ^ 2008 [1] Archiviato il 22 gennaio 2015 in Internet Archive. quote: The results provide a compelling case for applicability of amino acid racemization methods as a tool for evaluating changes in depositional dynamics, sedimentation rates, time-averaging, temporal resolution of the fossil record, and taphonomic overprints across sequence stratigraphic cycles.
- ^ (EN) IUPAC Gold Book, "racemate"
- ^ Amino Acid Geochronology Laboratory, Northern Arizona University, su jan.ucc.nau.edu. URL consultato il 2 aprile 2020 (archiviato dall'url originale il 14 marzo 2012).
- ^ NEaar: North East Amino Acid Racemization, su york.ac.uk, University of York.
- ^ Kaufman, D.S. e W.F. Manley, A new procedure for determining dl amino acid ratios in fossils using reverse phase liquid chromatography, in Quaternary Science Reviews, vol. 17, n. 11, 1998, pp. 987-1000, Bibcode:1998QSRv...17..987K, DOI:10.1016/S0277-3791(97)00086-3.
- ^ Kaufman, D.S., 2000 in Perspectives in Amino Acid and Protein Geochemistry, Oxford University Press, New York, 145-160.
- ^ Method, su Amino Acid Geochronology Laboratory, Northern Arizona University.
- ^ Penkman, K.E.H., D.S. Kaufman, D. Maddy e M. J. Collins, Closed-system behaviour of the intra-crystalline fraction of amino acids in mollusc shells, in Quaternary Geochronology, vol. 3, 1–2, 2008, pp. 2-25, DOI:10.1016/j.quageo.2007.07.001, PMC 2727006, PMID 19684879.
