Milleri ja Urey eksperimendid selles, mis see oli, tähtsus ja järeldused



The Milleri ja Urey eksperiment see koosneb orgaaniliste molekulide tootmisest, kasutades algmaterjalina teatud tingimustel lihtsamaid anorgaanilisi molekule. Katse eesmärk oli taastada Maa planeedi esivanemad.

Selle puhkuse eesmärk oli kontrollida biomolekulide võimalikku päritolu. Tõepoolest, simulatsioon saavutas elusorganismide jaoks oluliste molekulide - nagu aminohapped ja nukleiinhapped - tootmise.

Indeks

  • 1 Miller ja Urey: ajalooline perspektiiv
  • 2 Mis see koosneb??
  • 3 Tulemused
  • 4 Tähtsus
  • 5 Järeldused
  • 6 Katse kriitika
  • 7 Viited

Miller ja Urey: ajalooline perspektiiv

Elu päritolu selgitus on alati olnud intensiivselt arutatud ja vastuoluline teema. Renaissance'i ajal arvati, et elu algas äkki ja mitte midagi. Seda hüpoteesi nimetatakse spontaanseks põlvkonnaks.

Seejärel hakkas teadlaste kriitiline mõtlemine idanema ja hüpotees jäeti kõrvale. Alguses esitatud küsimus jäi siiski laiali.

1920-ndatel aastatel kasutasid teadlased termini "algupärase supi" kirjeldamiseks hüpoteetilist ookeani keskkonda, kus elu tõenäoliselt algas.

Probleem seisnes selles, et pakutakse loogilist päritolu biomolekulidele, mis muudavad anorgaanilistest molekulidest elu võimalikuks (süsivesikud, valgud, lipiidid ja nukleiinhapped)..

Juba 50ndatel aastatel, enne Milleri ja Urey eksperimente, õnnestus rühm teadlasi sünteesida sipelghapet süsinikdioksiidist. See tohutu avastus ilmus prestiižses ajakirjas Teadus.

Mida see koosneb??

Aastaks 1952 kavandasid Stanley Miller ja Harold Urey eksperimentaalse protokolli, et simuleerida iseenda poolt ehitatud klaasist torude ja elektroodide primitiivset keskkonda..

Süsteem moodustati kolbist veega, mis oli analoogne primitiivse ookeaniga. Sellesse kolbi ühendati veel üks eeldatava prebiootilise keskkonna komponentidega.

Miller ja Urey kasutasid taaskasutamiseks järgmisi proportsioone: 200 mmHg metaani (CH4), 100 mmHg vesinikku (H2) 200 mmHg ammoniaaki (NH3) ja 200 ml vett (H2O).

Süsteemil oli ka kondensaator, mille ülesandeks oli gaaside jahutamine, kui vihm tavaliselt toimiks. Samuti integreerisid nad kaks elektroodi, mis on võimelised tootma kõrgeid pingeid, eesmärgiga luua väga reageerivaid molekule, mis propageerisid komplekssete molekulide moodustumist.

Need sädemed püüdsid simuleerida prebiootilise keskkonna võimalikke kiire ja välku. Seade lõppes "U" kujuga osaga, mis takistas auru liikumist vastupidises suunas.

Katse sai elektrilööke nädala jooksul, samal ajal kui vesi kuumenes. Kütte protsess simuleeris päikeseenergiat.

Tulemused

Esimesel päeval oli katse segu täiesti puhas. Päevade jooksul hakkas segu muutuma punakaseks. Katse lõpus võttis vedelik intensiivselt punase värvuse peaaegu pruuniks ja selle viskoossus suurenes oluliselt.

Katse saavutas oma peamise eesmärgi ja komplekssed orgaanilised molekulid loodi primitiivse atmosfääri hüpoteetilistest komponentidest (metaan, ammoniaak, vesinik ja veeaur)..

Teadlased suutsid tuvastada aminohapete jälgi, nagu glütsiin, alaniin, asparagiinhape ja amino-n-võihape, mis on valkude peamised komponendid..

Selle katse edu aitas kaasa teistele teadlastele, kes jätkavad orgaaniliste molekulide päritolu uurimist. Milleri ja Urey protokolli muudatuste lisamisega õnnestus meil uuesti luua 20 tuntud aminohapet.

Samuti oli võimalik genereerida nukleotiide, mis on geneetilise materjali põhielemendid: DNA (deoksüribonukleiinhape) ja RNA (ribonukleiinhape)..

Olulisus

Katse tõestas eksperimentaalselt orgaaniliste molekulide ilmumist ja pakub välja üsna atraktiivse stsenaariumi võimaliku elu alguse selgitamiseks.

Siiski luuakse loomulik dilemma, kuna DNA molekul on vajalik valkude ja RNA sünteesiks. Tuletame meelde, et bioloogia keskne dogma teeb ettepaneku, et DNA transkribeeritakse RNA-ks ja see transkribeeritakse valkudeks (sellest eeldusest on teada erandid, nagu retroviirused).

Niisiis, kuidas need biomolekulid moodustuvad nende monomeeridest (aminohapped ja nukleotiidid) ilma DNA olemasolu?

Õnneks suutis ribosüümide avastamine seda ilmset paradoksi selgitada. Need molekulid on katalüütiline RNA. See lahendab probleemi, kuna sama molekul võib geneetilist informatsiooni katalüüsida ja kanda. Seetõttu on olemas primitiivne RNA maailma hüpotees.

Sama RNA võib end paljuneda ja osaleda valkude moodustamises. DNA võib tulla teiseks ja olla valitud pärilikkuse molekulina RNA-le.

See võib juhtuda mitmel põhjusel, peamiselt seetõttu, et DNA on vähem reaktiivne ja stabiilsem kui RNA.

Järeldused

Selle eksperimentaalse kujunduse peamine järeldus võib kokku võtta järgmise väitega: komplekssed orgaanilised molekulid võivad pärineda lihtsamatest anorgaanilistest molekulidest, kui nad puutuvad kokku eeldatava primitiivse atmosfääri tingimustega, nagu kõrgepinged, ultraviolettkiirgus ja madal hapnikusisaldus.

Lisaks leiti mõned anorgaanilised molekulid, mis on ideaalsed kandidaadid teatud aminohapete ja nukleotiidide moodustamiseks.

Katse võimaldab meil jälgida, kuidas elusorganismide plokkide loomine oleks võinud eeldada, et primitiivne keskkond vastab kirjeldatud järeldustele..

On väga tõenäoline, et maailm enne elu ilmumist oli komponentidel rohkem numbreid ja keerukamaid kui Milleri kasutuses.

Kuigi tundub, et sellistel lihtsatel molekulidel põhinev elu päritolu on ebatõenäoline, võiks Miller tõestada seda peene ja geniaalse eksperimendiga.

Kriitikud eksperimenti

Selle katse tulemuste ja esimese rakkude päritolu kohta on veel arutelusid ja vastuolusid.

Praegu arvatakse, et komponendid, mida Miller kasutas primitiivse atmosfääri moodustamiseks, ei vasta selle tegelikkusele. Kaasaegsem nägemus annab vulkaanidele olulise rolli ja teeb ettepaneku, et gaasid, mida need struktuurid toodavad, annavad mineraale.

Milleri katse peamine punkt on samuti küsitletud. Mõned teadlased arvavad, et atmosfääril oli vähe mõju elusorganismide loomisele.

Viited

  1. Bada, J. L., ja Cleaves, H. J. (2015). Ab initio simulatsioonid ja Milleri prebiootilise sünteesi katse. Riikliku Teaduste Akadeemia menetlus, 112(4), E342-E342.
  2. Campbell, N. A. (2001). Bioloogia: mõisted ja suhted. 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 sädemeheitmise katsed Deuterium Worldis. 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 eksperimentide läbiviimine. Visualiseeritud katsete ajakiri: JoVE, (83).
  5. Sadava, D., & Purves, W. H. (2009). Elu: bioloogia teadus. Ed. Panamericana Medical.