Re: Isotopi del carbonio e fotosintesi

From: Soviet_Mario <Soviet_at_MIR.CCCP>
Date: Thu, 22 Feb 2007 15:39:00 GMT

Piero ha scritto:
> Sto leggendo su "Le Scienze" un interessante articolo dal titolo "Impatto
> dal Profondo".
> A pag.74 si riporta una correlazione tra l'attivit� fotosintetica delle
> piante e la percentuale dell'isotopo 13C in atmosfera:
> un'alta percentuale di 13C indica molta vegetazione.
> Mi ha colpito poi la seguente frase (pag. 76, paragrafo "il racconto degli
> isotopi") che recita: " ....Ma le piante sono esigenti, e scelgono di
> preferenza C02 contenente 12C...".
>
> Quindi mi par di capire che tendono a rifiutare il 13C (!)

non avendo il testo intero � arduo desumere il senso letterale.
Occhio cmq a non estrapolare troppo, scambiando una certa
gradazione, una modesta preferenza, per una selettivit� assoluta.
Ora � possibile (non lo so di certo ma non me ne stupirei perch�
gli effetti isotopici sono molto comuni nelle reazioni chimiche,
e di sicuro si esplicano anche in quelle enzimatiche) che alcuni
enzimi favoriscano le reazioni di un composto di un certo
isotopo rispetto agli altri, ma quasi mai si parla di preferenza
rilevante, e mai di preferenza assoluta (ossia di specificit�),
molto spesso solo di lieve preferenza %.
Per gli isotopi tra loro meno simili (H, D e T, che pesano 1, 2
e 3 rispettivamente) ad es, gli effetti isotopici sono spesso
marcati (ovviamente nel caso che i legami con l'atomo in
questione siano davvero coinvolti in passaggi chiave di una
reazione e i loro legami subiscano modificazioni). Atomi pesanti
li manifestano ad un livello minimo (ad es. distillazioni
frazionate dell'acqua causano arricchimenti della stessa negli
isotopi pi� pesanti, ma nel caso del ben pi� massiccio uranio le
differenze percentuali si fanno piccole e l'arricchimento
proporzionalmente pi� laborioso). Gli atomi tipo C, O, N, di
pesi abbastanza leggeri ma non come H e He, possono risentire
dell'effetto isotopico ad un livello intermedio.

Nel caso di enzimi, oltre alla diversa forza di legame, di cui
sono certo, possono FORSE entrare in gioco anche considerazioni
di mutuo riconoscimento (host-guest chemistry) dato che siti
attivi e substrati interagiscono tridimensionalmente con elevata
specificit�, come chiavi e serrature, all'incirca. Le diverse
dimensioni (volumi molecolari) possono scaturire a patto per�
che i composti di atomi diversi abbiano dimensioni almeno un
minimo diverse.
Non so se ci� accada nella pratica, se si verifica � perch�
forse le differenti energie di legame comportano legami di
lunghezza non identica. Di sicuro non � la presenza del neutrone
in pi� o meno nel nucleo in quanto tale a rendere la molecola
pi� grande o pi� piccola : fosse solo questo la renderebbe solo
pi� pesante o pi� leggera.
E' possibile che anche il diverso stato vibrazionale dei legami
modifichi leggermente il rapporto dimensionale di composti di
atomi isomeri, ma non so in che modo la minore frequenza di
vibrazione tipica degli isotopi pesanti possa essere collegata
alla diversa elongazione massima del legame stesso e, in ultima
analisi, alla diversa dimensione.

la molecola di 14-CO2 ha una frequenza di stretching del legame
C=O inferiore a quella della CO2 standard. Mi chiedo se sia un
filo pi� grande o un filo pi� piccola a causa di questa diverso
stato vibrazionale. Presumerei che non sia esattamente grande
uguale, cmq, e che quindi un enzima con sito molto selettivo
possa in effetti ospitarne una pi� comodamente dell'altra. Ma,
ripeto, la preferenza imho � percentualmente molto modesta

>
> La mia domanda �: e che dire allora del 14C normalmente
> impiegato per la datazione dei reperti? Perch� mai dovrebbero accettare il
> 12C, rifiutare il 13C ed assorbire il 14C?
> Quali meccanismi sono alla base i simili "preferenze"?

ho tentato di spiegare il poco che sapevo e abbozzare qualche
ipotesi su quanto non so per certo.
Mi piacerebbe anche a me sapere come � correlata la dimensione
molecolare alla presenza di atomi isotopi.
ciao
Soviet_Mario
>
> Se fossero "esigenti" anche verso il 14C allora chi usa il metodo del
> radiocarbonio dovrebbe
> conoscere qual � la percentuale di 14C assorbita dall'organismo vegetale al
> momento della sua morte.
> Se poi le piante fossero cos� esigenti mi verrebbe anche il sospetto che ce
> ne possano essere di pi� e di meno esigenti e a tal punto, per una corretta
> datazione, si deve conoscere anche la specie vegetale; se poi vogliamo
> datare un organismo animale dovremmo conoscere quali vegetali componevano la
> dieta di questo animale.....e cos� via.
>
>
> Ne sapete qualcosa?
>
> Grazie per l'attenzione.
>
> Piero
>
>
>
Received on Thu Feb 22 2007 - 16:39:00 CET