Eksperiment Millera i Ureya u onome što je sadržavao, važnost i zaključke



Miller i Urey eksperiment sastoji se u proizvodnji organskih molekula korištenjem jednostavnijih anorganskih molekula kao polaznog materijala pod određenim uvjetima. Cilj je eksperimenta bio stvoriti uvjete predaka planete Zemlje.

Namjera ove rekreacije bila je provjeriti moguće podrijetlo biomolekula. Doista, simulacija je postigla proizvodnju molekula - poput aminokiselina i nukleinskih kiselina - neophodnih za žive organizme.

indeks

  • 1 Prije Millera i Ureya: povijesna perspektiva
  • 2 Od čega se sastoji??
  • 3 Rezultati
  • 4 Važnost
  • 5 Zaključci
  • 6 Kritike za eksperiment
  • 7 Reference

Prije Millera i Ureyja: povijesna perspektiva

Objašnjenje podrijetla života oduvijek je bilo intenzivno raspravljana i kontroverzna tema. Tijekom renesanse vjerovalo se da je život nastao iznenada i iz ničega. Ova hipoteza je poznata kao spontana generacija.

Nakon toga, kritičko mišljenje znanstvenika počelo je klijati i hipoteza je odbačena. Međutim, pitanje postavljeno na početku ostalo je difuzno.

Dvadesetih godina 20. stoljeća znanstvenici su u to vrijeme koristili pojam "primordijalna juha" kako bi opisali hipotetsko oceansko okruženje u kojem je život vjerojatno nastao.

Problem je bio u predlaganju logičnog porijekla biomolekula koje omogućuju život (ugljikohidrati, proteini, lipidi i nukleinske kiseline) iz anorganskih molekula.

Već 50-ih godina, prije eksperimenata Millera i Ureya, skupina znanstvenika uspjela je sintetizirati mravlju kiselinu iz ugljičnog dioksida. Ovo veliko otkriće objavljeno je u prestižnom časopisu znanost.

Od čega se sastoji??

Do 1952. Stanley Miller i Harold Urey osmislili su eksperimentalni protokol za simulaciju primitivnog okruženja u genijalnom sustavu staklenih cijevi i elektroda koje su sami izgradili..

Sustav je formiran od tikvice s vodom, analogno primitivnom oceanu. Vezan za tu tikvicu bio je još jedan s komponentama pretpostavljenog prebiotičkog okruženja.

Miller i Urey upotrijebili su sljedeće razmjere kako bi ga stvorili: 200 mmHg metana (CH4100 mmHg vodika (H2), 200 mmHg amonijaka (NH3) i 200 ml vode (H2O).

Sustav je također imao kondenzator, čiji je zadatak bio hlađenje plinova kao što bi inače radila kiša. Isto tako, integrirane su dvije elektrode sposobne proizvesti visoke napone, s ciljem stvaranja visoko reaktivnih molekula koje umiruju stvaranje kompleksnih molekula..

Ove iskre nastojale su simulirati moguće zrake i munje prebiotičkog okoliša. Uređaj je završio u "U" obliku koji je spriječio paru da ide u suprotnom smjeru.

Eksperiment je dobio električni šok tjedan dana, u isto vrijeme kad se voda zagrijala. Postupak grijanja simulirao je solarnu energiju.

rezultati

Prvih dana mješavina eksperimenta bila je potpuno čista. Tijekom dana, mješavina je postala crvenkasta boja. Na kraju pokusa ova tekućina poprimila je intenzivnu crvenu boju gotovo smeđe boje, a njezina viskoznost je značajno porasla.

Eksperiment je postigao svoj glavni cilj, a složene organske molekule nastale su iz hipotetskih komponenti primitivne atmosfere (metan, amonijak, vodik i vodena para)..

Istraživači su uspjeli identificirati tragove aminokiselina, kao što su glicin, alanin, asparaginska kiselina i amino-n-maslačna kiselina, koje su glavne komponente proteina.

Uspjeh ovog eksperimenta pridonio je istraživanjima drugih istraživača o nastanku organskih molekula. Dodavanjem izmjena u Miller i Urey protokol, uspjeli smo stvoriti dvadeset poznatih aminokiselina.

Također je bilo moguće generirati nukleotide, koji su temeljni građevni blokovi genetskog materijala: DNA (deoksiribonukleinska kiselina) i RNA (ribonukleinska kiselina).

važnost

Pokus je eksperimentalno dokazao pojavu organskih molekula i predložio vrlo atraktivan scenarij za objašnjenje mogućeg porijekla života.

Međutim, stvara se inherentna dilema, budući da je molekula DNA nužna za sintezu proteina i RNA. Sjetite se da središnja dogma biologije predlaže da se DNA transkribira u RNA i da se to transkribira u proteine ​​(iznimke su poznate ovoj premisi, kao što su retrovirusi).

Dakle, kako se te biomolekule formiraju iz njihovih monomera (aminokiselina i nukleotida) bez prisutnosti DNA?

Srećom, otkriće ribozima uspjelo je razjasniti taj prividni paradoks. Ove molekule su katalitička RNA. To rješava problem budući da ista molekula može katalizirati i nositi genetske informacije. Zato postoji primitivna svjetska hipoteza RNA.

Ista RNA se može replicirati i sudjelovati u formiranju proteina. DNA može sekundarno doći i biti odabrana kao molekula nasljeđivanja na RNA.

To se može dogoditi iz nekoliko razloga, uglavnom zato što je DNA manje reaktivna i stabilnija od RNA.

zaključci

Glavni zaključak ovog eksperimentalnog dizajna može se sažeti sljedećom tvrdnjom: složene organske molekule mogu imati svoje podrijetlo iz jednostavnijih anorganskih molekula, ako su izložene uvjetima navodne primitivne atmosfere kao što su visoki naponi, ultraljubičasto zračenje i niska sadržaj kisika.

Osim toga, pronađene su neke anorganske molekule koje su idealni kandidati za formiranje određenih aminokiselina i nukleotida.

Eksperiment nam omogućuje da promatramo kako je moglo nastati stvaranje blokova živih organizama, pod pretpostavkom da je primitivni okoliš u skladu s opisanim zaključcima..

Vrlo je vjerojatno da je svijet prije pojave života imao komponente više brojeva i složenijih od onih koje je koristio Miller.

Iako se čini nevjerojatnim predložiti porijeklo života temeljeno na takvim jednostavnim molekulama, Miller bi to mogao dokazati suptilnim i genijalnim eksperimentom..

Kritičari eksperimenta

Još uvijek postoje rasprave i kontroverze o rezultatima ovog eksperimenta i načinu na koji su nastale prve stanice.

Trenutno se vjeruje da komponente koje je Miller koristio za stvaranje primitivne atmosfere ne odgovaraju stvarnosti. Modernija vizija daje vulkanima važnu ulogu i predlaže da plinovi koje te strukture proizvode minerale.

Ključna točka Miller's eksperimenta također je dovedena u pitanje. Neki istraživači smatraju da je atmosfera malo utjecala na stvaranje živih organizama.

reference

  1. Bada, J.L. & Cleaves, H.J. (2015). Ab initio simulacije i eksperiment Miller prebiotičke sinteze. Zbornik radova Nacionalne akademije znanosti, 112(4), E342-E342.
  2. Campbell, N.A. (2001). Biologija: Koncepti i odnosi. Obrazovanje Pearson.
  3. Cooper, G.J., Surman, A.J., McIver, J., Colon-Santos, S.M., Gromski, P.S., Buchwald, S., ... i Cronin, L. (2017). Eksperimenti s iskrištem u Miller-Ureyu u svijetu deuterija. 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). Provođenje Miller-Urey eksperimenata. Časopis vizualiziranih eksperimenata: JoVE, (83).
  5. Sadava, D., & Purves, W. H. (2009). Život: znanost o biologiji. Ed Panamericana Medical.