Durante la fase iniziale della comparsa della vita sulla Terra la protezione della atmosfera dalla radiazione solare era praticamente trascurabile. In queste condizioni è importante capire come i complessi organici si siano formati e strutturati nonostante la dose elevata di radiazione X ed UV proveniente dal Sole. Le molecole di base che molto probabilmente sono state trasportate sulla Terra durante il periodo di copioso impatto meteoritico e cometario, hanno dovuto trovare un ambiente favorevole per strutturarsi e formare sistemi più complessi. L'ipotesi che il materiale pre-biotico sul nostro pianeta provenga dallo spazio, è avvalorata dall'osservazione di molecole organiche sia sulle nubi molecolari, che sulle comete e meteoriti. In quest'ultime è stata anche osservata presenza di amino acidi. Cosi' come la presenza di acqua anche la presenza di superfici minerali e in particolare di argille potrebbe avere favorito la polimerizzazione e protetto il materiale organico dalla fotodegradazione.
Nell'ambito di questa problematica abbiamo esteso lo studio degli effetti della radiazione X e UV sul DNA libero e adsorbito su argilla (Ciaravella et la 2004) a molecole biologiche piu' semplici al fine di capire il ruolo della radiazione nel processo di distruzione e/o formazione di strutture piu' complesse. Nel corso del 2007 abbiamo iniziato lo studio degli effetti della radiazione X su amino acidi in diversi solventi a temperatura ambiente. Gli effetti sono stati confrontati con quelli causati da irraggiamento con radiazione UV. La diagnostica degli effetti della radiazione è stata effettuata tramite un metodo non invasivo, NMR degli idrogeni della molecola. A tale indagine è stata associata la spettroscopia di massa (MS) e HPLC-MS. Di seguito descriveremo brevemente alcuni dei risultati preliminari ottenuti nel caso della molecola del triptofano la cui struttura, composta da un anello aromatico ed una catena alifatica, si presta bene all'indagine NMR.
La radiazione X agisce principalmente sulla catena alifatica mentre quella UV a 278 nm, una delle bande di assorbimento della molecola, sull'anello aromatico. L'entità degli effetti della radiazione dipende dal solvente usato. L'uso di solventi deuterati ha permesso di evidenziare che la principale azione della radiazione UV a 278 nm è quella di causare una doppia deuterazione nella componente aromatica della molecola.
Un esempio degli effetti della radiazione X ed UV su un campione di
triptofano in soluzione con 
è mostrata in 39.
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Gli studi sugli amino acidi effettuati in condizioni terrestri, solventi liquidi a temperatura ambiente, saranno estesi e confrontati con quelli esistenti nello spazio. Questo richiederà l'irraggiamento in condizioni criogeniche depositati su supporti che riproducano gli analoghi di aggregati di particelle di polvere interstellari. Alcuni esperimenti saranno duplicati in condizioni spaziali, nel contesto dell' esperimento FEBO (Facility for ExoBiology Observations), di cui la D.ssa Angela Ciaravella è uno dei PI, a bordo della stazione spaziale internazionale la cui fase A è iniziata nell'ambito del bando ASI 2007 " Missioni di Opportunità".