Experiment Millera a Ureyho v tom, co obsahovalo, význam a závěry



Miller a Urey experiment spočívá ve výrobě organických molekul s použitím jednodušších anorganických molekul jako výchozích látek za určitých podmínek. Cílem experimentu bylo znovu vytvořit podmínky předků planety Země.

Záměrem této rekreace bylo ověřit možný původ biomolekul. Simulace skutečně dosáhla produkce molekul - jako jsou aminokyseliny a nukleové kyseliny - nezbytné pro živé organismy.

Index

  • 1 Před Millerem a Ureyem: historická perspektiva
  • 2 Z čeho se skládala??
  • 3 Výsledky
  • 4 Význam
  • 5 Závěry
  • 6 Kritika experimentu
  • 7 Odkazy

Před Millerem a Ureyem: historická perspektiva

Vysvětlení původu života bylo vždy intenzivně diskutovaným a kontroverzním tématem. Během renesance se věřilo, že život vznikl náhle a z ničeho. Tato hypotéza je známa jako spontánní generace.

Následně kritické myšlení vědců začalo klíčit a hypotéza byla vyřazena. Otázka položená na počátku však zůstala rozptýlená.

Ve dvacátých létech, vědci v té době používali termín “prvotní polévka” popisovat hypotetické oceánské prostředí ve kterém život pravděpodobně vznikl..

Problémem bylo navrhnout logický původ biomolekul, které umožňují život (sacharidy, proteiny, lipidy a nukleové kyseliny) z anorganických molekul..

Již v 50. letech, před experimenty Millera a Ureye, se skupině vědců podařilo syntetizovat kyselinu mravenčí z oxidu uhličitého. Tento úžasný objev byl publikován v prestižním časopise Věda.

Z čeho to bylo??

1952, Stanley Miller a Harold Urey navrhl experimentální protokol simulovat primitivní prostředí v důmyslném systému skleněných trubek a elektrod postavených sám..

Systém byl vytvořen z baňky s vodou, analogicky k primitivnímu oceánu. K této baňce byla připojena další se složkami předpokládaného prebiotického prostředí.

Miller a Urey použili následující poměry, aby je znovu vytvořili: 200 mmHg metanu (CH4), 100 mmHg vodíku (H2), 200 mmHg amoniaku (NH.)3) a 200 ml vody (H.)2O).

Systém měl také kondenzátor, jehož úkolem bylo ochlazovat plyny, jak by normálně dělal déšť. Podobně, oni integrovali dvě elektrody schopné produkovat vysoké napětí, s cílem vytvářet vysoce reaktivní molekuly, které podporovaly tvorbu komplexních molekul..

Tyto jiskry se snažily simulovat možné paprsky a blesky prebiotického prostředí. Zařízení skončilo v části tvaru "U", která zabránila průchodu páry v opačném směru.

Experiment obdržel elektrický šok po dobu jednoho týdne ve stejnou dobu, kdy se voda ohřála. Proces ohřevu simuloval sluneční energii.

Výsledky

První dny byla směs experimentu zcela čistá. V průběhu dnů se směs začala obarvit do červenohnědé barvy. Na konci experimentu tato kapalina nabrala intenzivní červenou barvu téměř hnědou a její viskozita vzrostla.

Experiment dosáhl svého hlavního cíle a komplexní organické molekuly byly vytvořeny z hypotetických složek primitivní atmosféry (metan, amoniak, vodík a vodní pára)..

Výzkumníci byli schopni identifikovat stopy aminokyselin, jako je glycin, alanin, kyselina asparagová a kyselina amino-n-máselná, které jsou hlavními složkami proteinů..

Úspěch tohoto experimentu přispěl k tomu, že další výzkumníci nadále zkoumali původ organických molekul. Přidáním úprav do protokolu Miller a Urey se nám podařilo znovu vytvořit dvacet známých aminokyselin.

Bylo také možné generovat nukleotidy, které jsou základními stavebními kameny genetického materiálu: DNA (kyselina deoxyribonukleová) a RNA (kyselina ribonukleová)..

Význam

Experimentálně experimentálně prokázal vzhled organických molekul a navrhl docela atraktivní scénář k vysvětlení možného původu života.

Vzniká však vlastní dilema, protože molekula DNA je nezbytná pro syntézu proteinů a RNA. Připomeňme si, že centrální dogma biologie navrhuje, aby byla DNA transkribována na RNA a to je přepsáno do proteinů (výjimky jsou v tomto předpokladu známy, jako jsou retroviry)..

Jak jsou tedy tyto biomolekuly vytvořeny z jejich monomerů (aminokyselin a nukleotidů) bez přítomnosti DNA?

Objevu ribozymů se naštěstí podařilo objasnit tento zdánlivý paradox. Tyto molekuly jsou katalytická RNA. To řeší problém, protože stejná molekula může katalyzovat a nést genetickou informaci. Proto existuje hypotéza primitivního světa RNA.

Stejná RNA se může replikovat a podílet se na tvorbě proteinů. DNA by mohla přijít sekundárně a být vybrána jako molekula dědičnosti na RNA.

To se může stát z několika důvodů, hlavně proto, že DNA je méně reaktivní a stabilnější než RNA.

Závěry

Hlavní závěry tohoto experimentálního návrhu lze shrnout do následujícího výroku: komplexní organické molekuly by mohly mít svůj původ z jednodušších anorganických molekul, pokud jsou vystaveny podmínkám předpokládané primitivní atmosféry, jako jsou vysoká napětí, ultrafialové záření a nízké hodnoty. obsah kyslíku.

Navíc byly nalezeny některé anorganické molekuly, které jsou ideálními kandidáty pro tvorbu určitých aminokyselin a nukleotidů.

Experiment nám umožňuje pozorovat, jak by mohlo být vytváření bloků živých organismů, za předpokladu, že primitivní prostředí vyhovovalo popsaným závěrům..

Je velmi pravděpodobné, že svět před tím, než se objevil život, měl složky většího počtu a komplexnosti, než jaké používal Miller.

Ačkoliv se zdá být nepravděpodobné, že navrhneme původ života založeného na takových jednoduchých molekulách, Miller by to dokázal s jemným a důmyslným experimentem.

Kritici experimentu

Tam jsou ještě debaty a diskuse o výsledcích tohoto experimentu a jak první buňky vznikly.

V současné době se má za to, že složky, které Miller používal k tvorbě primitivní atmosféry, neodpovídají skutečnosti. Více moderní vize dává sopky důležitou roli a navrhuje, aby plyny, které tyto struktury produkují minerály.

Klíčový bod Millerova experimentu byl také zpochybněn. Někteří výzkumníci si myslí, že atmosféra měla malý vliv na tvorbu živých organismů.

Odkazy

  1. Bada, J.L., & Cleaves, H. J. (2015). Ab initio simulace a experiment Millerovy prebiotické syntézy. Sborník Národní akademie věd, 112(4), E342-E342.
  2. Campbell, N. A. (2001). Biologie: Pojmy a vztahy. 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 Spark-vybití experimentuje v Deuterium světě. Angewandte Chemie, 129(28), 8191-8194.
  4. Parker, E.T., Cleaves, J.H., Burton, A.S., Glavin, D.P., Dworkin, J.P., Zhou, M., ... & Fernandez, F.M. (2014). Vedení Miller-Urey experimentů. Žurnál vizualizovaných experimentů: JoVE, (83).
  5. Sadava, D., & Purves, W. H. (2009). Život: Věda o biologii. Panamericana Medical.