Millera un Urejas eksperiments, kas tajā bija ietverts, nozīme un secinājumi



The Millera un Urey eksperiments tas sastāv no organisko molekulu ražošanas, izmantojot vienkāršākus neorganiskus molekulas kā izejvielas noteiktos apstākļos. Eksperimenta mērķis bija atjaunot planētas Zemes senču apstākļus.

Šīs atpūtas mērķis bija pārbaudīt biomolekulu iespējamo izcelsmi. Patiešām, simulācija sasniedza molekulu - piemēram, aminoskābju un nukleīnskābju - ražošanu, kas ir būtiska dzīviem organismiem.

Indekss

  • 1 Pirms Millera un Urejas: vēsturiskā perspektīva
  • 2 Ko tas veidoja??
  • 3 Rezultāti
  • 4 Nozīme
  • 5 Secinājumi
  • 6 Kritiķi eksperimentam
  • 7 Atsauces

Pirms Millera un Urejas: vēsturiskā perspektīva

Dzīves izcelsmes izskaidrojums vienmēr ir bijis intensīvi apspriests un pretrunīgs temats. Renesanses laikā tika uzskatīts, ka dzīve radusies pēkšņi un neko. Šī hipotēze ir pazīstama kā spontāna paaudze.

Pēc tam zinātnieku kritiskā domāšana sāka dīgt un hipotēze tika atmesta. Tomēr sākumā uzdotais jautājums palika izplatīts.

1920. gados zinātnieki tajā laikā izmantoja terminu "primordial zupa", lai aprakstītu hipotētisku okeāna vidi, kurā dzīve, iespējams, radās.

Problēma bija ierosināt loģisku izcelsmi biomolekulām, kas padara dzīvi iespējamu (ogļhidrāti, proteīni, lipīdi un nukleīnskābes) no neorganiskām molekulām..

Jau 50-tajos gados, pirms Millera un Urey eksperimentiem, zinātnieku grupai izdevās sintētēt skudrskābi no oglekļa dioksīda. Šis milzīgais atklājums tika publicēts prestižajā žurnālā Zinātne.

Ko tas veidoja??

Līdz 1952. gadam Stanley Millers un Harolds Urejs izstrādāja eksperimentālu protokolu, lai modelētu primitīvu vidi savdabīgā stikla cauruļu un elektrodu sistēmā..

Sistēma tika veidota no kolbas ar ūdeni, kas ir analogs primitīvajam okeānam. Savienojumā ar šo kolbu bija vēl viens ar paredzamās prebiotiskās vides komponentiem.

Miller un Urey izmantoja šādas proporcijas, lai to atjaunotu: 200 mmHg metāna (CH4), 100 mmHg ūdeņraža (H2), 200 mmHg amonjaka (NH. \ T3) un 200 ml ūdens (H. \ t2O).

Sistēmai bija arī kondensators, kura uzdevums bija atdzesēt gāzes, kad lietus parasti darītu. Tāpat viņi integrēja divus elektrodus, kas spēj radīt augstspriegumus, lai radītu ļoti reaktīvas molekulas, kas veicināja kompleksu molekulu veidošanos..

Šīs dzirksteles mēģināja simulēt iespējamos prebiotiskās vides starus un zibens. Ierīce beidzās ar "U" formas daļu, kas neļāva tvaikam virzīties pretējā virzienā.

Eksperiments saņēma elektrisko triecienu nedēļā, vienlaicīgi ar ūdens uzsildīšanu. Apkures process modelēja saules enerģiju.

Rezultāti

Pirmajās dienās eksperimenta maisījums bija pilnīgi tīrs. Dienu laikā maisījums sāka kļūt sarkanīgi. Eksperimenta beigās šis šķidrums bija intensīvi sarkans, gandrīz brūns, un tā viskozitāte ievērojami palielinājās.

Eksperimenta laikā tika sasniegti galvenie mērķi, un kompleksās organiskās molekulas tika radītas no primitīvas atmosfēras hipotētiskajām sastāvdaļām (metāns, amonjaks, ūdeņradis un ūdens tvaiki)..

Pētnieki varēja noteikt aminoskābju, piemēram, glicīna, alanīna, aspartīnskābes un amino-n-sviestskābes, pēdas, kas ir proteīnu galvenās sastāvdaļas..

Šī eksperimenta panākumi palīdzēja citiem pētniekiem turpināt izpētīt organisko molekulu izcelsmi. Pievienojot Miller un Urey protokola modifikācijas, mums izdevās atjaunot divdesmit zināmās aminoskābes.

Tāpat bija iespējams radīt nukleotīdus, kas ir ģenētiskā materiāla pamatelementi: DNS (dezoksiribonukleīnskābe) un RNS (ribonukleīnskābe)..

Nozīme

Eksperimentāli tika pierādīts organisko molekulu izskats un ierosināts diezgan pievilcīgs scenārijs, lai izskaidrotu dzīves iespējamo izcelsmi.

Tomēr tiek radīta raksturīga dilemma, jo DNS molekula ir nepieciešama proteīnu un RNS sintēzei. Atgādināt, ka bioloģijas centrālā dogma ierosina, ka DNS tiek pārrakstīta uz RNS, un tas tiek pārrakstīts olbaltumvielās (šim izņēmumam ir zināmi izņēmumi, piemēram, retrovīrusi).

Tātad, kā šīs biomolekulas veidojas no to monomēriem (aminoskābēm un nukleotīdiem) bez DNS klātbūtnes?

Par laimi ribozīmu atklāšana izdevās noskaidrot šo acīmredzamo paradoksu. Šīs molekulas ir katalītiskā RNS. Tas atrisina problēmu, jo viena un tā pati molekula var katalizēt un pārvadāt ģenētisko informāciju. Tāpēc ir primārā RNS pasaules hipotēze.

Tā pati RNS var replikēties un piedalīties proteīnu veidošanā. DNS var nonākt sekundāri un tikt izvēlēta kā RNA molekula.

Tas var notikt vairāku iemeslu dēļ, galvenokārt tāpēc, ka DNS ir mazāk reaktīva un stabilāka nekā RNS.

Secinājumi

Šā eksperimentālā projekta galvenais secinājums ir apkopots ar šādu apgalvojumu: kompleksām organiskām molekulām varētu būt vienkāršākas neorganiskas molekulas, ja tās ir pakļautas paredzamās primitīvās atmosfēras apstākļiem, piemēram, augstspriegumiem, ultravioletajam starojumam un zemam skābekļa saturs.

Turklāt tika konstatētas dažas neorganiskas molekulas, kas ir ideāli kandidāti dažu aminoskābju un nukleotīdu veidošanai.

Eksperiments ļauj mums novērot, kā varētu būt dzīvo organismu bloku izveide, pieņemot, ka primitīvā vide atbilst aprakstītajiem secinājumiem..

Ir ļoti iespējams, ka pasaule pirms dzīvības izpausmes bija daudz vairāk un sarežģītāka nekā Miller.

Lai gan šķiet, ka nav iespējams ierosināt dzīvi, kas balstīta uz šādām vienkāršām molekulām, Millers to var pierādīt ar izsmalcinātu un ģeniālu eksperimentu.

Kritiķi eksperimentam

Joprojām ir debates un pretrunas par šī eksperimenta rezultātiem un to, kā pirmās šūnas radušās.

Pašlaik tiek uzskatīts, ka komponenti, kurus Millers izmantoja primitīvas atmosfēras veidošanai, neatbilst tās realitātei. Modernāks redzējums dod vulkāniem svarīgu lomu un ierosina, lai gāzes, ko šīs struktūras ražo, iegūst minerālus.

Tika apšaubīts arī Millera eksperimenta galvenais punkts. Daži pētnieki domā, ka atmosfērai bija maza ietekme uz dzīvo organismu radīšanu.

Atsauces

  1. Bada, J. L., un Cleaves, H. J. (2015). Ab initio simulācijas un Millera prebiotiskā sintēzes eksperiments. Valsts Zinātņu akadēmijas darbi, 112(4), E342-E342.
  2. Campbell, N. A. (2001). Bioloģija: jēdzieni un attiecības. Pearson Education.
  3. Cooper, G.J., Surman, A.J., McIver, J., Colon-Santos, S.M., Gromski, P.S., Buchwald, S., ... & Cronin, L. (2017). Miller-Urey dzirksteļaizdedzes eksperimenti Deuterija pasaulē. Angewandte Chemie, 129(28), 8191-8194.
  4. Parkers, E.T., Cleaves, J.H., Burton, A.S., Glavins, D.P., Dworkins, J.P., Zhou, M., ... & Fernandez, F.M. Miller-Urey eksperimentu vadīšana. Žurnāls par vizualizētiem eksperimentiem: JoVE, (83).
  5. Sadava, D., & Purves, W. H. (2009). Dzīve: Bioloģijas zinātne. Ed. Panamericana Medical.