Eksperiment af Miller og Urey i hvad det bestod, betydning og konklusioner



den Miller og Urey eksperiment den består i produktion af organiske molekyler ved brug af enklere uorganiske molekyler som udgangsmateriale under visse betingelser. Formålet med eksperimentet var at genskabe jordens forfædrede forhold.

Formålet med denne rekreation var at verificere biomolekylernes mulige oprindelse. Faktisk opnåede simuleringen produktionen af ​​molekyler - som aminosyrer og nukleinsyrer - essentielle for levende organismer.

indeks

  • 1 Før Miller og Urey: Historisk perspektiv
  • 2 Hvad bestod det af??
  • 3 resultater
  • 4 Betydning
  • 5 konklusioner
  • 6 Kritikere eksperimentet
  • 7 referencer

Før Miller og Urey: Historisk perspektiv

Forklaringen af ​​livets oprindelse har altid været et intensivt debatteret og kontroversielt emne. Under renæssancen blev det antaget, at livet stammer pludselig og fra intet. Denne hypotese er kendt som spontan generation.

Derefter begyndte videnskabsmandens kritiske tænkning at spire og hypotesen blev kasseret. Imidlertid forblev spørgsmålet i begyndelsen diffust.

I 1920'erne brugte videnskabsmænd på det tidspunkt ordet "primordialsuppe" til at beskrive et hypotetisk oceanisk miljø, hvor livet formentlig opstod.

Problemet var at foreslå en logisk oprindelse biomolekyler, der gør livet (kulhydrater, proteiner, lipider og nukleinsyrer) fra uorganiske molekyler.

Allerede i 50'erne, før eksperimenterne med Miller og Urey, formåede en gruppe forskere at syntetisere myresyre fra kuldioxid. Denne formidable opdagelse blev offentliggjort i det prestigefyldte blad Videnskab.

Hvad bestod det af??

I 1952 udarbejdede Stanley Miller og Harold Urey en eksperimentel protokol til simulering af et primitivt miljø i et genialt system af glasrør og elektroder bygget af sig selv..

Systemet blev dannet af en kolbe med vand, analogt med det primitive hav. Tilsluttet den kolbe var en anden med komponenterne i det formodede præbiotiske miljø.

Miller og Urey brugte følgende proportioner for at genskabe det: 200 mmHg methan (CH4), 100 mmHg brint (H2), 200 mmHg ammoniak (NH3) og 200 ml vand (H2O).

Systemet havde også en kondensator, hvis opgave var at afkøle gasser som regnen normalt ville gøre. Ligeledes integrerede de to elektroder, der er i stand til at producere høje spændinger med det formål at skabe meget reaktive molekyler, der propitierede dannelsen af ​​komplekse molekyler.

Disse gnister søgte at simulere de mulige stråler og lyn af det præbiotiske miljø. Enheden sluttede i en "U" formet del, der forhindrede dampen at rejse i modsat retning.

Forsøget modtog elektrisk stød i en uge, samtidig med at vandet blev opvarmet. Opvarmningsprocessen simulerede solenergi.

resultater

De første dage var blandingen af ​​eksperimentet helt rent. I løbet af dagene begyndte blandingen at blive en rødlig farve. Ved afslutningen af ​​forsøget tog denne væske en intens rød farve næsten brun og dets viskositet steg især.

Forsøget nået sine primære objektive og komplekse organiske molekyler genereret fra de hypotetiske primitive atmosfære komponenter (methan, ammoniak, hydrogen og vanddamp).

Forskerne kunne identificere spor af aminosyrer, såsom glycin, alanin, asparaginsyre og amino-n-smørsyre, som er de vigtigste bestanddele af proteiner.

Succesen med dette forsøg bidrog til andre forskere, der fortsatte med at udforske oprindelsen af ​​organiske molekyler. Ved at tilføje ændringer til Miller og Urey-protokollen lykkedes det at genskabe de tyve kendte aminosyrer.

Det var også muligt at frembringe nucleotider, som er de grundlæggende byggesten af ​​det genetiske materiale: DNA (deoxyribonukleinsyre) og RNA (ribonukleinsyre).

betydning

Forsøget viste eksperimentelt udseendet af organiske molekyler og foreslår et ret attraktivt scenario for at forklare livets mulige oprindelse.

Imidlertid skabes et iboende dilemma, da DNA-molekylet er nødvendigt for syntese af proteiner og RNA. Husk på, at det centrale dogme i biologi foreslår at DNA'et transkriberes til RNA og det transskriberede protein (undtagelser fra denne antagelse er kendt som retrovira).

Så hvordan dannes disse biomolekyler fra deres monomerer (aminosyrer og nukleotider) uden tilstedeværelse af DNA?

Heldigvis lykkedes opdagelsen af ​​ribozymerne at afklare dette tilsyneladende paradoks. Disse molekyler er katalytisk RNA. Dette løser problemet, da det samme molekyle kan katalysere og bære genetisk information. Derfor er der den primitive RNA verdenshypotesen.

Det samme RNA kan replikere sig selv og deltage i dannelsen af ​​proteiner. DNA kunne komme sekundært og blive valgt som et arvelighedsmolekyle på RNA.

Dette kan ske af flere grunde, primært fordi DNA'et er mindre reaktivt og mere stabilt end RNA'et.

konklusioner

Hovedkonklusionen fra denne eksperimentelle design kan opsummeres i følgende udsagn: komplekse organiske molekyler kan stamme fra simple uorganiske molekyler, hvis de udsættes for betingelserne for den formodede primitive atmosfære som høje spændinger, ultraviolet stråling og lav oxygenindhold.

Derudover blev der fundet nogle uorganiske molekyler, der er ideelle kandidater til dannelse af visse aminosyrer og nukleotider.

Forsøget gør det muligt for os at observere, hvordan skabelsen af ​​levende organismer kunne have været under antagelse af, at det primitive miljø var i overensstemmelse med de beskrevne konklusioner..

Det er meget sandsynligt, at verden før livets udseende havde komponenter flere tal og komplekse end dem, der blev brugt af Miller.

Selv om det virker umuligt at foreslå livets oprindelse baseret på sådanne enkle molekyler, kunne Miller bevise det med et subtilt og genialt eksperiment.

Kritikere til eksperimentet

Der er stadig debatter og kontroverser om resultaterne af dette eksperiment, og hvordan de første celler opstod.

I øjeblikket menes det, at de komponenter, som Miller bruges til at danne den primitive atmosfære, ikke er i overensstemmelse med virkeligheden af ​​den. En mere moderne vision giver vulkaner en vigtig rolle og foreslår, at de gasser, som disse strukturer producerer mineraler.

Et centralt punkt i Miller's eksperiment er også blevet stillet spørgsmålstegn ved. Nogle forskere tror at atmosfæren havde ringe indflydelse på skabelsen af ​​levende organismer.

referencer

  1. Bada, J.L., & Cleaves, H.J. (2015). Ab initio simuleringer og Miller prebiotisk syntese eksperiment. Forsøg af National Academy of Sciences, 112(4), E342-E342.
  2. Campbell, N. A. (2001). Biologi: Begreber og relationer. Pearson Education.
  3. Cooper, G. J., Surman, J.A., McIver, J., Colon-Santos, M. S., Gromski, S. P., Buchwald, S., ... & Cronin, L. (2017). Miller-Urey Spark-Discharge eksperimenter i Deuterium World. Angewandte Chemie, 129(28), 8191-8194.
  4. Parker, E. T., spalter, H. J., Burton, A. S., Glavin, D.P., Dworkin, J. P., Zhou, M., ... & Fernández, F. M. (2014). Gennemførelse af Miller-Urey-eksperimenter. Journal of visualized experiments: JoVE, (83).
  5. Sadava, D., & Purves, W. H. (2009). Livet: Biologiens videnskab. Ed. Panamericana Medical.