Miller és Urey kísérletei, amit jelent, fontosság és következtetések



az Miller és Urey kísérlet szerves molekulák előállításából áll, amelyek bizonyos körülmények között kiindulási anyagként egyszerűbb szervetlen molekulákat használnak. A kísérlet célja a Föld bolygó előfeltételeinek újjáépítése volt.

E kikapcsolódás célja a biomolekulák lehetséges eredetének ellenőrzése volt. Valójában a szimuláció elérte az élő szervezetekhez nélkülözhetetlen molekulák - aminosavak és nukleinsavak - előállítását.

index

  • 1 Miller és Urey előtt: történelmi szempont
  • 2 Mit tartalmazott??
  • 3 Eredmények
  • 4 Fontosság
  • 5 Következtetések
  • 6 A kísérlet kritikái
  • 7 Referenciák

Miller és Urey előtt: történelmi szempont

Az élet eredetének magyarázata mindig vitatott és vitatott téma volt. A reneszánsz idején azt hitték, hogy az élet hirtelen és semmiből ered. Ezt a hipotézist spontán generációnak nevezik.

Ezt követően a tudósok kritikai gondolkodása elkezdett csírázni, és a hipotézist elvetették. Az elején feltett kérdés azonban diffúz volt.

Az 1920-as években a tudósok akkor használták a "primordial leves" kifejezést, hogy leírják egy hipotetikus óceáni környezetet, amelyben az élet valószínűleg származott.

A probléma az volt, hogy a biológiai molekulák logikai eredetét javasolják, amelyek szervetlen molekulákból lehetővé teszik az életet (szénhidrátok, fehérjék, lipidek és nukleinsavak)..

Már az 50-es években, a Miller és Urey kísérleteit megelőzően, egy tudóscsoportnak sikerült a hangyasavat szén-dioxidból szintetizálni. Ez a hatalmas felfedezés a rangos magazinban jelent meg tudomány.

Mit tartalmazott??

1952-ig Stanley Miller és Harold Urey kísérleti protokollt dolgoztak ki egy primitív környezet szimulálására egy önállóan épített üvegcsövek és elektródák zseniális rendszerében..

A rendszert egy lombikból alakítottuk ki vízzel, amely a primitív óceánhoz hasonló. Ehhez a lombikhoz egy másik volt a feltételezett prebiotikus környezet összetevőivel.

Miller és Urey a következő arányokat használták fel: 200 mmHg metánt (CH4), 100 Hgmm hidrogén (H2) 200 mmHg ammóniát (NH3) és 200 ml vizet (H2O).

A rendszer egy kondenzátorral is rendelkezett, amelynek feladata a gázok lehűlése, amikor az eső szokásos módon történik. Hasonlóképpen, két nagyfeszültséget előállító elektródát integráltak azzal a céllal, hogy olyan nagy reaktivitású molekulákat hozzanak létre, amelyek ösztönzik a komplex molekulák kialakulását.

Ezek a szikrák a prebiotikus környezet lehetséges sugarainak és villámlásának szimulálására törekedtek. A készülék egy "U" alakú részből állt, amely megakadályozta, hogy a gőz ellenkező irányba haladjon.

A kísérlet egy hétig áramütést kapott, ugyanakkor, amikor a vizet felmelegítették. A fűtési folyamat szimulálta a napenergiát.

találatok

Az első napokban a kísérlet keveréke teljesen tiszta volt. A nap folyamán a keverék vöröses színűvé vált. A kísérlet végén ez a folyadék intenzív vörös színt vett fel, majdnem barna, és viszkozitása jelentősen nőtt.

A kísérlet elérte fő célkitűzését, és a komplex szerves molekulákat a primitív légkör hipotetikus összetevőiből (metán, ammónia, hidrogén és vízgőz) állították elő..

A kutatók azonosították az aminosavak nyomai, mint például a glicin, az alanin, az aszparaginsav és az amino-n-vajsav, amelyek a fehérjék fő összetevői..

A kísérlet sikere hozzájárult ahhoz, hogy más kutatók továbbra is felfedezzék a szerves molekulák eredetét. A Miller és Urey protokoll módosításával sikerült újra létrehoznunk a húsz ismert aminosavat.

Az is lehetséges volt, hogy nukleotidokat állítsunk elő, amelyek a genetikai anyag alapvető építőkövei: DNS (dezoxiribonukleinsav) és RNS (ribonukleinsav).

fontosság

A kísérlet kísérleti úton bizonyította a szerves molekulák megjelenését, és igen vonzó forgatókönyvet javasol az élet lehetséges eredetének magyarázatára.

Mindazonáltal létrejövő dilemma keletkezik, mivel a DNS-molekula szükséges a fehérjék és az RNS szintéziséhez. Emlékezzünk arra, hogy a biológia központi dogmája azt javasolja, hogy a DNS-t RNS-re írjuk át, és ezt fehérjékké írjuk át (ebből a feltevésből kivételek ismertek, mint például a retrovírusok).

Tehát hogyan képződnek ezek a biomolekulák a monomerekből (aminosavakból és nukleotidokból) DNS jelenléte nélkül?

Szerencsére a ribozimok felfedezése sikerült tisztázni ezt a látszólagos paradoxont. Ezek a molekulák katalitikus RNS. Ez megoldja a problémát, mivel ugyanaz a molekula képes genetikai információt katalizálni és hordozni. Ezért van a primitív RNS-világ hipotézise.

Ugyanez az RNS képes replikálódni és részt venni a fehérjék kialakulásában. A DNS másodlagosan jöhet létre, és az öröklési molekulává válhat az RNS-en.

Ez több okból is előfordulhat, főleg azért, mert a DNS kevésbé reaktív és stabilabb, mint az RNS.

következtetések

A kísérleti tervezés fő következtetése az alábbi állítással foglalható össze: az összetett szerves molekulák egyszerűbb szervetlen molekulákból származnak, ha azok a feltételezett primitív légkör, például a magas feszültségek, az ultraibolya sugárzás és az alacsony körülmények között vannak kitéve. oxigéntartalom.

Ezenkívül néhány szervetlen molekulát találtunk, amelyek ideális jelöltek bizonyos aminosavak és nukleotidok képződéséhez.

A kísérlet lehetővé teszi számunkra, hogy megfigyeljük, hogyan lehetne az élő szervezetek blokkainak létrehozása, feltételezve, hogy a primitív környezet megfelel a leírt következtetéseknek..

Nagyon valószínű, hogy az élet megjelenése előtti világnak több száma és összetettebb összetevője volt, mint a Millernél.

Bár valószínűtlennek tűnik az ilyen egyszerű molekulákon alapuló élet eredetét javasolni, Miller finom és zseniális kísérletekkel bizonyíthatta..

Kritikusok a kísérletre

Még mindig vannak viták és viták a kísérlet eredményeiről és az első sejtek eredetéről.

Jelenleg úgy gondoljuk, hogy a Miller által a primitív légkör kialakításához használt összetevők nem felelnek meg a valóságnak. Egy modernebb látás fontos szerepet tölt be a vulkánoknak, és azt javasolja, hogy ezek a szerkezetek ásványi anyagokat termeljenek.

Miller-kísérlet kulcsfontosságú pontja is megkérdőjeleződött. Egyes kutatók úgy vélik, hogy a légkör kevés hatással volt az élő szervezetek létrehozására.

referenciák

  1. Bada, J. L. és Cleaves, H. J. (2015). Ab initio szimulációk és a Miller prebiotikus szintézis kísérlete. A Nemzeti Tudományos Akadémia eljárása, 112(4), E342-E342.
  2. Campbell, N. A. (2001). Biológia: fogalmak és kapcsolatok. Pearson oktatás.
  3. Cooper, G. J., Surman, A. J., McIver, J., Colon-Santos, S.M., Gromski, P.S., Buchwald, S., ... & Cronin, L. (2017). Miller-Urey szikra-kisülési kísérletek a Deuterium Worldben. 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). Miller-Urey kísérletek végrehajtása. A megjelenített kísérletek naplója: JoVE, (83).
  5. Sadava, D., & Purves, W. H. (2009). Élet: A biológia tudománya. Ed. Panamericana Medical.