Protobionų kilmė ir savybės



The protobionai jie yra biologiniai kompleksai, pagal kai kurias hipotezes, susijusias su gyvybės kilme, prieš ląsteles. Anot Oparino, tai yra molekuliniai agregatai, apsupti pusiau skvarbių lipidų membranų arba struktūra, panaši į šią..

Šie biotiniai molekuliniai agregatai gali sukelti paprastą reprodukciją ir medžiagų apykaitą, kuri sugebėjo išlaikyti membranos vidinę cheminę sudėtį, kuri skiriasi nuo išorinės aplinkos..

Kai kurie eksperimentai, kuriuos laboratorijoje atliko skirtingi mokslininkai, atskleidė, kad protobionai gali spontaniškai sudaryti organinius junginius, sukurtus iš abiotinių molekulių kaip struktūrinius blokus..

Šių eksperimentų pavyzdžiai yra liposomų formavimas, kurios yra mažų lašelių, apsuptų membranomis, agregacijos. Tai gali būti suformuota, kai į vandenį įpilama lipidų. Taip pat atsiranda, kai pridedamos kitos rūšies organinės molekulės.

Gali atsitikti, kad liposomų tipo lašeliai, susidarę prebiotinių laikų tvenkiniuose, atsitiktinai įtraukė keletą aminorūgščių polimerų.

Jei polimerai tam tikras organines molekules pralaidžia membranai, minėtas molekules būtų galima selektyviai įterpti..

Indeksas

  • 1 Savybės ir savybės
    • 1.1 Pusiau laidžios membranos
    • 1.2 Įspūdingumas
  • 2 Kilmė
    • 2.1 Oparino ir Haldanės hipotezė
    • 2.2 „Miller“ ir „Urey“ eksperimentas
  • 3 Protobionų genetinė medžiaga
    • 3.1 RNR pasaulis
    • 3.2 DNR išvaizda
  • 4 Nuorodos

Savybės ir savybės

Manoma, kad protobionai gali būti sudaryti iš hidrofobinių molekulių, kurios buvo suskirstytos į dvisluoksnį (du sluoksnius) ant lašo paviršiaus, primindamos dabartinėse ląstelėse esančias lipidų membranas..

Pusiau laidžios membranos

Kadangi struktūra yra selektyviai pralaidi, liposoma gali išsipūsti arba išplauti priklausomai nuo tirpiklių koncentracijos terpėje..

Tai reiškia, kad jei liposoma yra veikiama hipotonine terpe (koncentracija ląstelės viduje yra didesnė), vanduo patenka į struktūrą, patinimas liposomą. Priešingai, jei terpė yra hipertoninė (ląstelės koncentracija yra mažesnė), vanduo pereina į išorinę aplinką.

Ši savybė nėra unikali liposomoms, ji taip pat gali būti taikoma esamoms organizmo ląstelėms. Pavyzdžiui, jei raudonieji kraujo kūneliai yra veikiami hipotoninės terpės, jie gali sprogti.

Įspūdingumas

Liposomos gali kaupti energiją membranos potencialo pavidalu, kurį sudaro įtampa per paviršių. Struktūra gali išlaisvinti įtampą tokiu būdu, kuris primena nervų sistemos neuronų ląstelių procesą. 

Liposomos turi keletą gyvų organizmų savybių. Tačiau tai nėra tas pats, kas sako, kad liposomos yra gyvos.

Kilmė

Yra daugybė hipotezių, kuriomis siekiama paaiškinti gyvenimo prebiotikoje aplinkoje kilmę ir evoliuciją. Toliau aprašysime pačius svarbiausius postulatus, kuriuose aptariama protobionų kilmė:

Oparino ir Haldanės hipotezė

Biocheminės evoliucijos hipotezę pasiūlė Aleksandras Oparinas 1924 m. Ir John D. S. Haldane 1928 m..

Ši prielaida daro prielaidą, kad prebiotinė atmosfera neturėjo deguonies, bet stipriai mažino vandenilio kiekį, dėl kurio susidarė organiniai junginiai dėl energijos šaltinių..

Pagal šią hipotezę, kai įvyko žemės aušinimas, vulkaninių išsiveržimų garai kondensavosi, o tai sukėlė stiprius ir pastovius lietus. Kai vanduo nukrito, jis nuvilkė mineralines druskas ir kitus junginius, sukeldamas garsiąją pradinę sriubą arba maistingą sultinį.

Šioje hipotetinėje aplinkoje gali susidaryti dideli molekuliniai kompleksai, vadinami prebiotiniais junginiais, kurie atsirado dėl vis sudėtingesnių ląstelių sistemų. Oparinas pavadino šias struktūras protobiontes.

Kadangi protobionai padidino jų sudėtingumą, jie įgijo naujų gebėjimų perduoti genetinę informaciją, o Oparinas suteikė šiems pažangesnėms formoms eubiontų pavadinimą..

„Miller“ ir „Urey“ eksperimentas

1953 m. Po Oparino postulatų mokslininkai Stanley L. Miller ir Harold C. Urey parengė keletą eksperimentų, kuriais siekiama patikrinti organinių junginių susidarymą iš paprastų neorganinių medžiagų..

„Miller“ ir „Urey“ sugebėjo sukurti eksperimentinį projektą, kuris imitavo prebiotinę aplinką su Oparin pasiūlytomis sąlygomis mažu mastu, be kita ko, gaudamas keletą junginių, tokių kaip amino rūgštys, riebalų rūgštys, skruzdžių rūgštis, karbamidas..

Protobionų genetinė medžiaga

RNR pasaulis

Remiantis dabartinių molekulinių biologų hipoteze, protobionai turėjo ne tik DNR molekulių, bet ir RNR molekulių, kurios leido jiems replikuoti ir saugoti informaciją..

Be to, kad RNR vaidina svarbų vaidmenį baltymų sintezėje, ji taip pat gali elgtis kaip fermentas ir atlikti katalizės reakcijas. Dėl šios savybės RNR yra rodomas kandidatas, kuris yra pirmoji genetinė medžiaga protobionuose.

RNR molekulės, galinčios atlikti katalizę, vadinamos ribozimais ir gali kopijuoti su papildomomis trumpų RNR sekų sekomis ir tarpininkauti procesui. šlifavimas, pašalinti sekos sekcijas.

Protobionas, kurio viduje buvo katalitinė RNR molekulė, skyrėsi nuo savo kolektorių, neturinčių šios molekulės.

Jei protobionai galėtų augti, padalinti ir perduoti RNR savo palikuonims, gali būti taikomi darvino natūralios atrankos procesai, o protobionai su RNR molekulėmis padidintų jų dažnumą populiacijoje..

Nors šio protobiono atsiradimas gali būti labai mažai tikėtinas, būtina prisiminti, kad primityvios žemės telkiniuose galėjo egzistuoti milijonai protobionų.

DNR išvaizda

DNR yra daug stabilesnė dvigubos molekulės, palyginti su RNR molekule, kuri yra trapi ir pakartoja netiksliai. Ši tikslumo savybė replikacijos atžvilgiu tapo labiau reikalinga, nes protobionų genomai padidėjo.

Prinstono universitete mokslininkas Freemanas Dysonas siūlo, kad DNR molekulės galėtų būti trumpos struktūros, padedančios jas replikuoti atsitiktiniais aminorūgščių polimerais, turinčiais katalizines savybes..

Šis ankstyvas replikavimas gali vykti protobiontuose, kuriuose buvo saugomi dideli organinių monomerų kiekiai.

Po DNR molekulės atsiradimo, RNR galėtų pradėti žaisti savo dabartinius vaidmenis kaip vertimo tarpininkai, taip sukuriant „DNR pasaulį“..

Nuorodos

  1. Altšteinas, A. D. (2015). Progeno hipotezė: nukleoproteinų pasaulis ir gyvenimo pradžia. Tiesioginė biologija, 10, 67.
  2. Audesirk, T., Audesirk, G., ir Byers, B. E. (2003). Biologija: Gyvenimas Žemėje. Pearsono švietimas.
  3. Campbell, A. N., & Reece, J. B. (2005). Biologija. Redakcija Panamericana Medical.
  4. Gama, M. (2007). Biologija 1: konstruktyvistinis požiūris. „Pearson Education“.
  5. Schrum, J. P., Zhu, T. F. ir Szostak, J. W. (2010). Ląstelių gyvenimo pradžia. Cold Spring Harbor perspektyvos biologijoje, a002212.
  6. Stano, P., ir Mavelli, F. (2015). Protocells modeliai gyvybei ir sintetinei biologijai. Gyvenimas, 5(4), 1700-1702.