„Miller“ ir „Urey“ eksperimentai, ką ji sudarė, svarba ir išvados



The „Miller“ ir „Urey“ eksperimentas tai yra organinių molekulių gamyba naudojant paprastesnes neorganines molekules kaip pradinę medžiagą tam tikromis sąlygomis. Eksperimento tikslas buvo atkurti Žemės planetos protėvių sąlygas.

Šios rekreacijos tikslas buvo patikrinti galimą biomolekulių kilmę. Iš tiesų, simuliacija pasiekė gyvų organizmų esminių molekulių, pavyzdžiui, amino rūgščių ir nukleino rūgščių, gamybą.

Indeksas

  • 1 Prieš Miller ir Urey: istorinė perspektyva
  • 2 Ką sudarė??
  • 3 Rezultatai
  • 4 Svarba
  • 5 Išvados
  • 6 Kritikos eksperimentui
  • 7 Nuorodos

Prieš Miller ir Urey: istorinė perspektyva

Gyvenimo kilmės paaiškinimas visada buvo intensyviai diskutuojama ir prieštaringa tema. Renesanso metu buvo manoma, kad gyvenimas atsirado staiga ir iš nieko. Ši hipotezė vadinama spontaniška karta.

Vėliau prasidėjo mokslininkų kritinis mąstymas, o hipotezė buvo atmesta. Tačiau pradžioje pateiktas klausimas išliko išsklaidytas.

20-ajame dešimtmetyje mokslininkai tuo metu vartojo sąvoką „pirmapradė sriuba“, kad apibūdintų hipotetinę vandenyno aplinką, kurioje gyvenimas tikriausiai kilo..

Problema buvo pasiūlyti loginę biomolekulių kilmę, dėl kurios neorganinės molekulės padėtų gyventi (angliavandeniai, baltymai, lipidai ir nukleino rūgštys)..

Jau 50-aisiais, prieš Miller ir Urey eksperimentus, mokslininkų grupė sugebėjo sintezuoti skruzdžių rūgštį iš anglies dioksido. Šis didžiulis atradimas buvo paskelbtas prestižiniame žurnale Mokslas.

Ką sudarė??

Iki 1952 m. Stanley Miller ir Harold Urey sukūrė eksperimentinį protokolą, kad imituotų primityvią aplinką išradingoje stiklo vamzdžių ir elektrodų sistemoje..

Sistema buvo sudaryta iš kolbos su vandeniu, analogišku primityviam vandenynui. Sujungta su ta kolba buvo dar vienas su numatomos prebiotinės aplinkos komponentais.

Miller ir Urey panaudojo šias proporcijas: 200 mmHg metano (CH4), 100 mmHg vandenilio (H2), 200 mmHg amoniako (NH3) ir 200 ml vandens (H2O).

Sistema taip pat turėjo kondensatorių, kurio užduotis buvo atšaldyti dujas, kai lietus paprastai būtų. Taip pat jie integravo du elektrodus, galinčius gaminti aukštą įtampą, siekdami sukurti labai reaktyvias molekules, kurios skatino sudėtingų molekulių susidarymą.

Šios kibirkštys siekė imituoti galimus prebiotinės aplinkos spindulius ir žaibas. Prietaisas baigėsi „U“ formos dalimi, kuri neleido garui judėti priešinga kryptimi.

Eksperimentas per savaitę gavo elektros smūgius tuo pačiu metu, kai vanduo buvo pašildytas. Šildymo procesas imitavo saulės energiją.

Rezultatai

Pirmosiomis dienomis eksperimento mišinys buvo visiškai švarus. Per kelias dienas mišinys pradeda tapti rausvos spalvos. Eksperimento pabaigoje šis skystis įgauna intensyvią raudoną spalvą, beveik rudą, o jo klampumas labai padidėjo.

Eksperimentas pasiekė pagrindinį tikslą, o sudėtinės organinės molekulės buvo sukurtos iš hipotetinių primityviosios atmosferos komponentų (metano, amoniako, vandenilio ir vandens garų)..

Mokslininkai galėjo nustatyti aminorūgščių pėdsakus, tokius kaip glicinas, alaninas, asparto rūgštis ir amino-n-sviesto rūgštis, kurios yra pagrindinės baltymų sudedamosios dalys..

Šio eksperimento sėkmė padėjo kitiems tyrėjams tirti organinių molekulių kilmę. Pridėjus Miller ir Urey protokolo pakeitimus, sugebėjome atkurti dvidešimt žinomų aminorūgščių.

Taip pat buvo įmanoma sukurti nukleotidus, kurie yra pagrindiniai genetinės medžiagos elementai: DNR (deoksiribonukleino rūgštis) ir RNR (ribonukleino rūgštis)..

Reikšmė

Eksperimentiškai eksperimentas parodė organinių molekulių išvaizdą ir siūlo gana patrauklų scenarijų, paaiškinančio galimą gyvenimo kilmę.

Tačiau sukuriama būdinga dilema, nes DNR molekulė yra būtina baltymų ir RNR sintezei. Prisiminkite, kad centrinė biologijos dogma siūlo, kad DNR būtų transkribuota į RNR, ir tai yra transkribuojama į baltymus (šios prielaidos yra išimtys, pvz., Retrovirusai).

Taigi, kaip šios biomolekulės susidaro iš jų monomerų (amino rūgščių ir nukleotidų) be DNR?

Laimei, ribozimų atradimas pavyko išaiškinti šį akivaizdų paradoksą. Šios molekulės yra katalizinė RNR. Tai išsprendžia problemą, nes ta pati molekulė gali katalizuoti ir perduoti genetinę informaciją. Štai kodėl yra primityvi RNR pasaulio hipotezė.

Ta pati RNR gali pasikartoti ir dalyvauti baltymų formavime. DNR gali būti antrinė ir būti pasirinkta kaip RNR paveldėjimo molekulė.

Tai gali įvykti dėl kelių priežasčių, daugiausia dėl to, kad DNR yra mažiau reaktyvi ir stabilesnė už RNR.

Išvados

Pagrindinė šios eksperimentinės konstrukcijos išvada gali būti apibendrinta su tokiu teiginiu: sudėtingos organinės molekulės gali kilti iš paprastesnių neorganinių molekulių, jei jos susiduria su tariamai primityvios atmosferos sąlygomis, tokiomis kaip aukšta įtampa, ultravioletinė spinduliuotė ir žemas deguonies kiekis.

Be to, buvo rastos kai kurios neorganinės molekulės, kurios yra idealus kandidatas tam tikrų amino rūgščių ir nukleotidų susidarymui.

Eksperimentas leidžia mums stebėti, kaip galėjo būti gyvų organizmų blokų kūrimas, darant prielaidą, kad primityvi aplinka atitiko aprašytas išvadas..

Labai tikėtina, kad pasaulis prieš gyvenimo išvaizdą turėjo daugiau numerių ir sudėtingesnių komponentų nei Miller.

Nors atrodo neįtikėtina pasiūlyti gyvybės kilmę remiantis tokiomis paprastomis molekulėmis, Milleris galėjo įrodyti jį su subtiliu ir sumaniu eksperimentu.

Kritikai eksperimentui

Dar yra diskusijų ir prieštaravimų apie šio eksperimento rezultatus ir apie tai, kaip atsirado pirmosios ląstelės.

Šiuo metu manoma, kad komponentai, kuriuos Milleris panaudojo primityviai atmosferai, neatitinka jo realybės. Šiuolaikiškesnė vizija suteikia ugnikalams svarbų vaidmenį ir siūlo, kad dujos, kurias šios struktūros gamina, yra mineralinės.

Taip pat buvo abejojama pagrindiniu Miller eksperimento punktu. Kai kurie mokslininkai mano, kad atmosfera turėjo mažai įtakos gyvų organizmų kūrimui.

Nuorodos

  1. Bada, J. L., ir Cleaves, H. J. (2015). Ab initio modeliavimas ir Miller prebiotinis sintezės eksperimentas. Nacionalinės mokslų akademijos darbai, 112(4), E342-E342.
  2. Campbell, N. A. (2001). Biologija: sąvokos ir santykiai. „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“ kibirkštinio iškrovimo eksperimentai Deuterio pasaulyje. 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“ eksperimentų vedimas. Vizualizuotų eksperimentų žurnalas: JoVE, (83).
  5. Sadava, D., & Purves, W. H. (2009). Gyvenimas: biologijos mokslas. Red. Panamericana Medical.