Основне карактеристике теорије абиотске синтезе

Тхе Теорија абиотске синтезе је постулат који предлаже да је живот настао из неживих спојева (абиотички = не живи). То сугерише да је живот настао постепено из синтезе органских молекула. Међу овим органским молекулима су и аминокиселине, које су прекурсори комплекснијих структура које доводе до стварања живих ћелија.

Истраживачи који су предложили ову теорију били су руски научник Алекандер Опарин и британски биохемичар Јохн Халдане. Сваки од ових научника, који су сами истраживали, дошли су до исте хипотезе: да је порекло живота на Земљи дошло од органских и минералних једињења (неживих материја) која су раније постојала у примитивној атмосфери..

Индек

• 1 Од чега се састоји??
• 2 Теорија Опарина и Халдана
  • 2.1 Теоријска разматрања
• 3 Експерименти који подржавају теорију абиотичке синтезе
  • 3.1 Миллер и Уреи експеримент
  • 3.2 Експеримент Јуан Оро
  • 3.3 Експеримент Сиднеи Фок
  • 3.4 Експеримент Алфонсо Херрере
• 4 Референце

Од чега се састоји??

Теорија абиотске синтезе наводи да је порекло живота на Земљи настало захваљујући мешавини између неорганских и органских једињења која су била у атмосфери тог времена, која је била напуњена водоником, метаном, воденом паром, угљен диоксид и амонијак.

Теорија Опарина и Халдана

Опарин и Халдане су мислили да примитивна Земља има редукциону атмосферу; то јест, атмосфера са мало кисеоника где молекули који су присутни имају тенденцију да дају своје електроне.

Након тога, атмосфера би се постепено мијењала, што би довело до стварања једноставних молекула као што су молекуларни водик (Х2), метан (ЦХ4), угљични диоксид (ЦО2), амонијак (НХ3) и водена пара (Х2О). Под овим условима, они су предложили да:

- Једноставни молекули могли су да реагују, користећи енергију из Сунчевих зрака, електрична пражњења из олуја, топлоту из Земљине језгре, међу осталим врстама енергије које су на крају утицале на физичко-хемијске реакције.

- Ово је промовисало формирање коацервата (система молекула из којих је настао живот, према Опарину) који су плутали у океанима.

- У овој "примитивној супи" услови би били адекватни тако да би се блокови могли комбиновати у каснијим реакцијама.

- Из ових реакција, формирани су већи и сложенији молекули (полимери), као што су протеини и нуклеинске киселине, које су вероватно фаворизоване присуством воде из локви близу океана..

- Ови полимери су могли бити састављени у јединице или структуре које се могу одржавати и реплицирати. Опарин је мислио да су могли бити "колоније" групираних протеина за обављање метаболизма, а Халдане је сугерирао да су макромолекули обложени у мембранама да би формирали структуре сличне станицама..

Разматрања о теорији

Детаљи овог модела вероватно нису сасвим тачни. На пример, геолози сада верују да се примитивна атмосфера није смањивала, и није јасно да ли су баре на ивици океана вероватно место за први изглед живота.

Међутим, основна идеја "постепено и спонтано формирање група једноставних молекула, затим формирање сложенијих структура и коначно стицање способности за само-репликацију" остаје срж већине хипотеза о настанку тренутни живот.

Експерименти који подржавају теорију абиотске синтезе

Миллер и Уреи експеримент

Године 1953. Станлеи Миллер и Харолд Уреи су направили експеримент како би тестирали идеје Опарина и Халдана. Открили су да се органски молекули могу појавити спонтано под редукционим условима сличним онима претходно описане примитивне Земље.

Миллер и Уреи су изградили затворени систем који је садржавао одређену количину загријане воде и мјешавину гасова за које се сматрало да их има у раној Земљиној атмосфери: метан (ЦХ4), угљични диоксид (ЦО2) и амонијак (НХ3)..

Да би симулирали зраке које су могле осигурати потребну енергију за кемијске реакције које су довеле до појаве најсложенијих полимера, Миллер и Уреи су послали електричне шокове кроз електроду у свом експерименталном систему..

Након што су експерименти провели недељу дана, Миллер и Уреи су открили да је формирано неколико врста аминокиселина, шећера, липида и других органских молекула..

Недостајале су велике, комплексне молекуле попут ДНК и протеина. Међутим, експеримент Миллер-Уреи је показао да се бар неке од основних компоненти ових молекула могу формирати спонтано из једноставних једињења..

Експеримент Јуан Оро

Настављајући потрагу за поријеклом живота, шпански научник Јуан Оро је користио своје биокемијско знање за синтезу, у лабораторијским условима, других органских молекула важних за живот.

Оро је одговорио на услове експеримента Миллера и Уреиа, који у великим количинама производи деривате цијанида.

Користећи овај производ (цијановодоничну киселину), плус амонијак и воду, овај истраживач је био у стању да синтетише молекуле аденина, једну од 4 азотне базе ДНК и једну од компоненти АТП, фундаменталне молекуле да обезбеди енергију већини живих бића..

Када је овај налаз објављен 1963. године, он није имао само научни него и популаран утицај, јер је показао могућност спонтаног појављивања нуклеотида на примитивној Земљи без икаквог спољашњег утицаја..

Такође је успео да синтетише, рекреирајући у лабораторији околину сличну оној која је постојала у раној Земљи, другим органским једињењима, углавном липидима који су део ћелијских мембрана, неким протеинима и активним ензимима важним у метаболизму.

Сиднеи Фок експеримент

Године 1972. Сиднеи Фок и његови сарадници провели су експеримент који им је омогућио да стварају структуре са мембранским и осмотским својствима; то јест, слично живим ћелијама, које су звали Протеин мицроспхерес.

Користећи суву мешавину аминокиселина, они су наставили да их загревају до умерених температура; тако су постигли формирање полимера. Ови полимери, када се растворе у сланој води, формирају ситне капљице величине бактеријске ћелије способне за извођење одређених хемијских реакција.

Ове микросферуле су имале двоструку пропусну овојницу, сличну тренутним ћелијским мембранама, што им је омогућило да хидрирају и дехидрирају у зависности од промена у окружењу где су биле.

Сва ова запажања добијена из истраживања микросферила, показала су идеју о типу процеса који су могли произвести прве ћелије.

Експеримент Алфонсо Херрера

Други истраживачи су спровели сопствене експерименте како би покушали да реплицирају молекуларне структуре које су довеле до првих ћелија. Алфонсо Херрера, мексички научник, успио је умјетно створити структуре које је назвао сулфобиос и цолпоидес.

Херрера је користио мешавине супстанци као што су амонијум сулфокианид, амонијум тиосанат и формалдехид, са којима је био у стању да синтетише мале структуре велике молекуларне тежине. Ове структуре богате сумпором организоване су слично живим ћелијама, па их је назвао сулфобиозима.

Слично томе, он је мешао маслиново уље и бензин са малим количинама натријум хидроксида да би генерисао друге врсте микроструктура које су организоване на сличан начин као протозоа; овим микросферама их је назвао колпоидима.

Референце

1. Царранза, Г. (2007). Биологи И. Уводни праг, Мексико.
2. Флорес, Р., Херрера, Л. и Хернандез, В. (2004). Биологи 1 (1. изд.). Едиториал Прогресо.
3. Фок, С.В. (1957). Хемијски проблем спонтане генерације. Јоурнал оф Цхемицал Едуцатион, 34(10), 472-479.
4. Фок, С.В., & Харада, К. (1958). Термичка кополимеризација аминокиселина на производ који садржи протеин. Сциенце, 128, 1214.
5. Гама, А. (2004). Биологија: Биогенеза и микроорганизми (2. изд.). Пеарсон Едуцатион.
6. Гама, А. (2007). Биологија И: Конструктивистички приступ (3. изд.). Пеарсон Едуцатион.
7. Гордон-Смитх, Ц. (2003). Хипотеза Опарин-Халдане. Ин Порекло живота: оријентири двадесетог века. Преузето са: симсоуп.инфо
8. Херрера, А. (1942). Нова теорија порекла и природе живота. Сциенце, 96: 14.
9. Ледесма-Матеос, И., & Цлеавес, Х.Ј. (2016). Алфонсо Луис Херрера и почеци еволуционизма и студија о пореклу живота у Мексику. Јоурнал оф Молецулар Еволутион, 83(5-6), 193-203.
10. МцЦоллом, Т. (2013). Миллер-Уреи и даље: Шта су научили о реакцијама пребиотских органских синтеза у протеклих 60 година?. Годишњи преглед Земаљских и Планетарних Наука, 41, 207-229.
11. Миллер, С. (1953) Производња аминокиселина под могућим примитивним условима на Земљи. Сциенце 117: 528-529
12. Миллер, С. Л. (1955). Производња неких органских једињења под могућим примитивним земаљским условима. Часопис Америчког хемијског друштва.
13. Миллер, С.Л., Уреи, Х.Ц., & Оро, Ј. (1976). Порекло органских једињења на примитивној земљи иу метеоритима. Јоурнал оф Молецулар Еволутион, 9(1), 59-72.
14. Онате, Л. (2010). Биологи 1, Волуме 1. Ценгаге Леарнинг Едиторс.
15. Паркер, Е.Т., Цлеавес, Х.Ј., Цаллахан, М.П., ​​Дворкин, Ј.П., Главин Д.П., Лазцано, А., & Бада, Ј.Л. (2011). Пребиотска синтеза метионина и других органских једињења која садрже сумпор на примитивној Земљи: савремена процена заснована на необјављеном Станлеи Миллер експерименту из 1958. године. Порекло живота и еволуција биосфере, 41(3), 201-212.