Eksperiment av Miller og Urey i hva det bestod av, viktighet og konklusjoner



den Miller og Urey-eksperimentet Den består i produksjon av organiske molekyler ved bruk av enklere uorganiske molekyler som utgangsmateriale under visse forhold. Målet med forsøket var å gjenskape de forfedre forholdene på planeten Jorden.

Formålet med denne rekreasjonen var å verifisere biomolekylernes mulige opprinnelse. Faktisk oppnådde simuleringen produksjon av molekyler - som aminosyrer og nukleinsyrer - avgjørende for levende organismer.

index

  • 1 Før Miller og Urey: Historisk perspektiv
  • 2 Hva består det av??
  • 3 resultater
  • 4 Viktighet
  • 5 konklusjoner
  • 6 Kritikken til forsøket
  • 7 referanser

Før Miller og Urey: historisk perspektiv

Forklaringen av livets opprinnelse har alltid vært et intens debatt og kontroversielt tema. Under renessansen ble det antatt at livet oppsto plutselig og fra ingenting. Denne hypotesen er kjent som spontan generasjon.

Deretter begynte den kritiske tenkningen av forskerne å gro og hypotesen ble kassert. Imidlertid forblev spørsmålet i begynnelsen diffust.

På 1920-tallet brukte forskere på det tidspunkt begrepet "primordialsuppe" for å beskrive et hypotetisk havmiljø der livet trolig oppsto.

Problemet var å foreslå en logisk opprinnelse av biomolekylene som gjør livet mulig (karbohydrater, proteiner, lipider og nukleinsyrer) fra uorganiske molekyler.

Allerede på 50-tallet, før forsøkene fra Miller og Urey, klarte en gruppe forskere å syntetisere myresyre fra karbondioksid. Denne formidable funn ble publisert i det prestisjetunge bladet vitenskap.

Hva består det av??

I 1952 utviklet Stanley Miller og Harold Urey en eksperimentell protokoll for å simulere et primitivt miljø i et genialt system av glassrør og elektroder bygget av seg selv..

Systemet ble dannet av en kolbe med vann, analog med det primitive havet. Koblet til kolben var en annen med komponentene i det antatte prebiotiske miljøet.

Miller og Urey brukte følgende proporsjoner for å gjenskape det: 200 mmHg metan (CH4), 100 mmHg hydrogen (H2), 200 mmHg ammoniakk (NH3) og 200 ml vann (H2O).

Systemet hadde også en kondensator, hvis oppgave var å avkjøle gassene som regnet normalt ville gjøre. På samme måte integrerte de to elektroder som kunne produsere høye spenninger, med sikte på å skape svært reaktive molekyler som propitierte dannelsen av komplekse molekyler.

Disse gnistene forsøkte å simulere de mulige strålene og lynet av det prebiotiske miljøet. Enheten endte i en "U" formet del som forhindret dampen å reise i motsatt retning.

Forsøket mottok elektrisk støt i en uke, samtidig som vannet oppvarmet. Oppvarmingsprosessen simulerte solenergi.

resultater

De første dagene var blandingen av forsøket helt ren. I løpet av dagene begynte blandingen å bli en rødaktig farge. På slutten av forsøket tok denne væsken en intens rødfarge nesten brun og viskositeten økte spesielt.

Forsøket oppnådde hovedmål og komplekse organiske molekyler som genereres fra den hypotetiske primitive atmosfæren komponenter (metan, ammoniakk, hydrogen og vanndamp).

Forskerne var i stand til å identifisere spor av aminosyrer, slik som glycin, alanin, asparaginsyre og amino-n-smørsyre, som er hovedkomponentene av proteiner.

Suksessen til dette eksperimentet bidro til at andre forskere fortsatte å utforske opprinnelsen til organiske molekyler. Ved å legge til endringer i Miller og Urey-protokollen klarte vi å gjenskape de tjue kjente aminosyrene.

Det var også mulig å generere nukleotider, som er de grunnleggende byggeblokkene til det genetiske materialet: DNA (deoksyribonukleinsyre) og RNA (ribonukleinsyre).

betydning

Forsøket viste eksperimentelt utseendet på organiske molekyler og foreslår et ganske attraktivt scenario for å forklare livets mulige opprinnelse.

Imidlertid dannes et inneboende dilemma, siden DNA-molekylet er nødvendig for syntesen av proteiner og RNA. Husk at det sentrale dogmaet i biologi foreslår at DNA transkriberes til RNA og dette transkriberes til proteiner (unntak er kjent for denne premissen, som for eksempel retrovirus).

Så, hvordan blir disse biomolekylene dannet fra deres monomerer (aminosyrer og nukleotider) uten tilstedeværelse av DNA?

Heldigvis klarte oppdagelsen av ribozymer å klargjøre dette tilsynelatende paradokset. Disse molekylene er katalytisk RNA. Dette løser problemet fordi det samme molekylet kan katalysere og bære genetisk informasjon. Det er derfor det er den primitive RNA verdenshypotesen.

Det samme RNA kan replikere seg selv og delta i dannelsen av proteiner. DNA kan komme sekundært og bli valgt som et arvelighetsmolekyle på RNA.

Dette kan skje av flere grunner, hovedsakelig fordi DNA er mindre reaktivt og stabilere enn RNA.

konklusjoner

Hoved Konklusjonen fra denne forsøksopplegg kan oppsummeres med følgende utsagn: komplekse organiske molekyler kan ha sin opprinnelse fra enkle uorganiske molekyler, hvis de blir utsatt for betingelsene i den antatte primitive atmosfæren så høye spenninger, ultrafiolett stråling og lav oksygeninnhold.

I tillegg ble det funnet noen uorganiske molekyler som er ideelle kandidater for dannelse av visse aminosyrer og nukleotider.

Eksperimentet tillater oss å observere hvordan opprettelsen av blokkene av levende organismer kunne ha vært, forutsatt at det primitive miljøet var i samsvar med konklusjonene som er beskrevet..

Det er svært sannsynlig at verden før utseendet på livet hadde komponenter flere tall og komplekse enn de som Miller brukte.

Selv om det virker umulig å foreslå livets opprinnelse basert på slike enkle molekyler, kunne Miller bevise det med et subtilt og genialt eksperiment.

Kritikere til eksperimentet

Det er fortsatt debatter og kontroverser om resultatene av dette eksperimentet og hvordan de første cellene oppsto.

For tiden antas det at komponentene som Miller brukte til å danne den primitive atmosfæren, ikke samsvarer med virkeligheten av den. En mer moderne visjon gir vulkaner en viktig rolle og foreslår at gassene som disse strukturene produserer mineraler.

Et sentralt punkt i Millers eksperiment er også blitt utspurt. Noen forskere tror at atmosfæren hadde liten innvirkning på opprettelsen av levende organismer.

referanser

  1. Bada, J. L., & Cleaves, H.J. (2015). Ab initio simuleringer og Miller prebiotisk syntese eksperiment. Prosedyrene ved det nasjonale vitenskapsakademiet, 112(4), E342-E342.
  2. Campbell, N. A. (2001). Biologi: Konsepter og relasjoner. 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 Experiments i Deuterium World. Angewandte Chemie, 129(28), 8191-8194.
  4. Parker, T. E., spalter, H. J., Burton, A. S., Glavin, D.P., Dworkin, J. P., Zhou, M., ... & Fernández, F. M. (2014). Gjennomføring av Miller-Urey-eksperimenter. Journal of visualized experiments: JoVE, (83).
  5. Sadava, D., & Purves, W. H. (2009). Liv: Vitenskapen om biologi. Ed. Panamericana Medical.