Millerin ja Ureyn kokeilu, mitä se oli, tärkeys ja päätelmät



Millerin ja Ureyn kokeilu se koostuu orgaanisten molekyylien tuotannosta, jossa käytetään lähtöaineena yksinkertaisempia epäorgaanisia molekyylejä tietyissä olosuhteissa. Kokeilun tavoitteena oli luoda maapallon esivanhemmat olosuhteet.

Tämän virkistyksen tarkoituksena oli varmistaa biomolekyylien mahdollinen alkuperä. Simulaatio saavutti todella elävien organismien kannalta välttämättömien molekyylien, kuten aminohappojen ja nukleiinihappojen, tuotannon.

indeksi

  • 1 Miller ja Urey: historiallinen näkökulma
  • 2 Mitä se koostui??
  • 3 Tulokset
  • 4 Tärkeys
  • 5 Päätelmät
  • 6 Kokeita kokeeseen
  • 7 Viitteet

Ennen Miller ja Urey: historiallinen näkökulma

Elämän alkuperän selitys on aina ollut voimakkaasti keskusteltu ja kiistanalainen aihe. Renessanssin aikana uskottiin, että elämä syntyi yhtäkkiä ja ei mitään. Tämä hypoteesi tunnetaan spontaanina sukupolvena.

Tämän jälkeen tutkijoiden kriittinen ajattelu alkoi itää ja hypoteesi hylättiin. Alussa esitetty kysymys säilyi kuitenkin hajana.

1920-luvulla tiedemiehet käyttivät tuolloin termiä "alkupohjainen keitto" kuvaamaan hypoteettista meren ympäristöä, jossa elämä todennäköisesti syntyi.

Ongelmana oli ehdottaa loogista alkuperää biomolekyyleistä, jotka tekevät elämästä mahdolliseksi (hiilihydraatit, proteiinit, lipidit ja nukleiinihapot) epäorgaanisista molekyyleistä.

Jo 50-luvulla, ennen Millerin ja Ureyn kokeita, ryhmä tutkijoita onnistui syntetisoimaan muurahaishappoa hiilidioksidista. Tämä valtava löytö julkaistiin arvostetussa lehdessä tiede.

Mitä se koostui??

Vuoteen 1952 mennessä Stanley Miller ja Harold Urey suunnittelivat kokeiluprotokollan primitiivisen ympäristön simuloimiseksi omaperäisesti rakennetussa nerokkaassa lasiputkijärjestelmässä..

Järjestelmä muodostettiin pullosta vedellä, joka oli samanlainen kuin primitiivinen valtameri. Tähän pulloon yhdistettiin toinen, jossa oli oletetun prebioottisen ympäristön komponentit.

Miller ja Urey käyttivät uudelleen seuraavia suhteita: 200 mmHg metaania (CH4), 100 mmHg vetyä (H2), 200 mmHg ammoniakkia (NH3) ja 200 ml vettä (H2O).

Järjestelmässä oli myös lauhdutin, jonka tehtävänä oli jäähdyttää kaasuja, kun sade tavallisesti tekisi. Samoin ne integroivat kaksi elektrodia, jotka kykenivät tuottamaan suuria jännitteitä, tavoitteena luoda erittäin reaktiivisia molekyylejä, jotka edistivät monimutkaisten molekyylien muodostumista.

Nämä kipinät pyrkivät simuloimaan prebioottisen ympäristön mahdollisia säteitä ja salamaa. Laite päättyi U-muotoiseen osaan, joka esti höyryä vastakkaiseen suuntaan.

Koe sai sähköiskuja viikon ajan samaan aikaan, kun vesi lämmitettiin. Lämmitysprosessi simuloi aurinkoenergiaa.

tulokset

Ensimmäisinä päivinä kokeen seos oli täysin puhdas. Päivien aikana seos alkoi muuttua punertavaksi. Kokeen lopussa tämä neste otti voimakkaan punaisen värin lähes ruskeana ja sen viskositeetti kasvoi merkittävästi.

Koe saavutti päätavoitteensa ja monimutkaisia ​​orgaanisia molekyylejä tuotettiin primitiivisen ilmakehän hypoteettisista komponenteista (metaani, ammoniakki, vety ja vesihöyry).

Tutkijat pystyivät tunnistamaan aminohappojen jälkiä, kuten glysiini, alaniini, asparagiinihappo ja amino-n-voihappo, jotka ovat proteiinien pääkomponentteja.

Tämän kokeen menestys auttoi muita tutkijoita jatkamaan orgaanisten molekyylien alkuperän tutkimista. Lisäämällä Millerin ja Urey -protokollan muutoksia onnistuimme luomaan uudelleen 20 tunnettua aminohappoa.

Oli myös mahdollista tuottaa nukleotideja, jotka ovat geneettisen materiaalin perusrakenteita: DNA (deoksiribonukleiinihappo) ja RNA (ribonukleiinihappo).

tärkeys

Koe osoitti kokeellisesti orgaanisten molekyylien ulkonäköä ja ehdottaa varsin houkuttelevan skenaarion elämän mahdollisen alkuperän selittämiseksi.

Luodaan kuitenkin luontainen dilemma, koska DNA-molekyyli on välttämätön proteiinien ja RNA: n synteesille. Muistuta, että biologian keskeinen dogma ehdottaa, että DNA transkriboituu RNA: han ja tämä transkriboituu proteiineiksi (tähän oletuskohtaan kuuluvat poikkeukset, kuten retrovirukset).

Joten, miten nämä biomolekyylit muodostuvat niiden monomeereistä (aminohapot ja nukleotidit) ilman DNA: n läsnäoloa?

Onneksi ribotsyymien löytäminen onnistui selventämään tätä ilmeistä paradoksia. Nämä molekyylit ovat katalyyttinen RNA. Tämä ratkaisee ongelman, koska sama molekyyli voi katalysoida ja kuljettaa geneettistä informaatiota. Siksi on olemassa primitiivinen RNA-maailmanhypoteesi.

Sama RNA voi replikoida itsensä ja osallistua proteiinien muodostumiseen. DNA voisi tulla toissijaisesti ja se voidaan valita perintömolekyyliksi RNA: lle.

Tämä voi tapahtua useista syistä, lähinnä siksi, että DNA on vähemmän reaktiivinen ja vakaampi kuin RNA.

päätelmät

Tämän kokeellisen suunnittelun päätelmät voidaan tiivistää seuraavalla väitteellä: monimutkaisilla orgaanisilla molekyyleillä voi olla lähtöisin yksinkertaisemmista epäorgaanisista molekyyleistä, jos ne altistuvat oletetun primitiivisen ilmakehän olosuhteille, kuten suurille jännitteille, ultraviolettisäteilylle ja matalalle happipitoisuus.

Lisäksi havaittiin joitakin epäorgaanisia molekyylejä, jotka ovat ihanteellisia ehdokkaita tiettyjen aminohappojen ja nukleotidien muodostamiseksi.

Koe antaa meille mahdollisuuden tarkkailla, kuinka elävien organismien lohkojen luominen olisi voinut olettaa, että primitiivinen ympäristö vastasi kuvattuja päätelmiä..

On hyvin todennäköistä, että maailmassa ennen elämän ilmestymistä komponentteja oli enemmän ja monimutkaisempia kuin Millerin käyttämät.

Vaikka näyttäisi olevan epätodennäköistä ehdottaa tällaisten yksinkertaisten molekyylien perustuvan elämän alkua, Miller voisi osoittaa sen hienovaraisella ja nerokkaalla kokeilulla.

Kritikot kokeiluun

Tämän kokeen tuloksista ja siitä, miten ensimmäiset solut ovat peräisin, on vielä keskusteluja ja kiistoja.

Tällä hetkellä uskotaan, että komponentit, joita Miller käytti primitiivisen ilmakehän muodostamiseen, eivät vastaa sen todellisuutta. Nykyaikaisempi visio antaa tulivuorille tärkeän roolin ja ehdottaa, että nämä rakenteet tuottavat mineraaleja.

Millerin kokeilun keskeinen kohta on myös kyseenalaistettu. Jotkut tutkijat ajattelevat, että ilmapiirillä oli vain vähän vaikutusta elävien organismien luomiseen.

viittaukset

  1. Bada, J. L., ja Cleaves, H. J. (2015). Ab initio simulaatiot ja Millerin prebioottinen synteesikokeilu. Kansallisen tiedeakatemian toimet, 112(4), E342-E342.
  2. Campbell, N. A. (2001). Biologia: käsitteet ja suhteet. 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-Discharge -kokeita Deuterium Worldissä. 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. Miller-Urey-kokeiden tekeminen. Lehti visualisoiduista kokeista: JoVE, (83).
  5. Sadava, D., & Purves, W. H. (2009). Elämä: Biologian tiede. Ed. Panamericana Medical.