Miller a Urey Experiment

Čo je Miller a Ureyov experiment?

On Miller a Urey Experiment Skladá sa z produkcie organických molekúl s použitím ako jednoduchých anorganických molekúl jednoduchšie podmienky za určitých podmienok. Cieľom experimentu bolo obnoviť podmienky predkov planéty Zem.

Zámerom tejto rekreácie bolo overiť možný pôvod biomolekúl. Simulácia skutočne dosiahla produkciu molekúl - ako aminokyseliny a nukleové kyseliny - nevyhnutné pre živé organizmy.

Pred Miller a Urey: Historická perspektíva

Vysvetlenie pôvodu života bolo vždy intenzívne diskutovanou a kontroverznou témou. Počas renesancie sa verilo, že život náhle vznikol a z ničoho nič. Táto hypotéza je známa ako spontánna generácia.

Následne sa kritické myslenie vedcov začalo klíčiť a hypotéza bola vylúčená. Neznáme však na začiatku zostali rozptýlené.

V desaťročí 20 vedcov v čase použili termín „prvotná polievka“ na opis oceánskeho hypotetického prostredia, v ktorom pravdepodobne vznikol život.

Problémom bolo navrhnúť logický pôvod biomolekúl, ktoré umožňujú život (uhľohydráty, proteíny, lipidy a nukleové kyseliny) z anorganických molekúl.

Už v 50. rokoch, pred experimentmi Miller a Urey, sa skupina vedcov podarilo syntetizovať kyselinu mravčú z oxidu uhličitého. Tento impozantný objav bol uverejnený v prestížnom časopise Veda.

Aký bol experiment?

V roku 1952 Stanley Miller a Harold Urey navrhli experimentálny protokol na simuláciu primitívneho prostredia v dômyselnom systéme sklenených skúmaviek a elektród postavených samých osebe.

Systém bol vytvorený z banky s vodou, analogický s primitívnym oceánom. Pripojené k tejto banke bolo ďalšie s komponentmi údajnej prebiotickej atmosféry.

Miller a Urey použili na jeho obnovenie nasledujúce rozmery: 200 mmHg metánu (Ch₄), 100 mmHg vodíka (H₂), 200 mmHg amoniaku (NH₃) a 200 ml vody (h₂Buď).

Systém mal tiež kondenzátor, ktorého práca bola na ochladení plynov, ako by to normálne robilo dážď. Podobne integrovali dve elektródy schopné produkovať vysoké napätie s cieľom vytvoriť vysoko reaktívne molekuly, ktoré viedli k tvorbe komplexných molekúl.

Tieto iskry sa snažili simulovať možné lúče a blesky prebiotického prostredia. Zariadenie sa skončilo vo forme „u“, ktorá zabránila cestovaniu pary v opačnom smere.

Experiment dostal elektrické otrasy za týždeň, súčasne, keď bola voda zahrievaná. Proces zahrievania simulovaná slnečná energia.

Výsledky

Prvé dni bola experimentálna zmes úplne čistá. S priebehom dní sa zmes začala berie červenkastá farba. Na konci zážitku táto tekutina vzala takmer hnedú intenzívnu červenú farbu a jej viskozita sa výrazne zvýšila.

Experiment dosiahol svoj hlavný objektívny a komplexný organický molekuly z hypotetických zložiek primitívnej atmosféry (metán, amoniak, vodík a vodíka).

Vedcom sa podarilo identifikovať stopy aminokyselín, ako je glycín, alanín, kyselina aspartová a kyselina amino-buty, ktoré sú hlavnými zložkami proteínov.

Úspech tohto experimentu prispel k ďalším vedcom naďalej skúmať pôvod organických molekúl. Pridaním úprav do protokolu Miller a Urey bolo obnovených dvadsať známych aminokyselín.

Mohlo by sa tiež vytvoriť nukleotidy, ktoré sú základnými blokmi genetického materiálu: DNA (kyselina deoxyribonukleová) a RNA (kyselina ribonukleová).

Dôležitosť

Experiment sa podarilo experimentálne overiť vzhľad organických molekúl a navrhuje skôr atraktívny scenár na vysvetlenie možného pôvodu života.

Vytvára sa však prirodzená dilema, pretože molekula DNA je potrebná pre proteín a RNA. Pripomeňme, že centrálna dogma biológie navrhuje, že DNA je transkribovaná na RNA, a to je transkribované na proteíny (výnimky z tohto predpokladu sú známe, napríklad retrovírus).

Ako sa teda tieto biomolekuly tvoria z ich monomérov (aminokyseliny a nukleotidy) bez prítomnosti DNA?

Našťastie sa objavu rebzýmov podarilo objasniť tento zjavný paradox. Tieto molekuly sú katalytická RNA. To rieši problém, pretože rovnaká molekula môže katalyzovať a prenášať genetické informácie. Preto existuje hypotéza sveta primitívnej RNA.

Rovnaká RNA sa môže replikovať a zúčastňovať sa na tvorbe proteínov. DNA by mohla prísť sekundárne a byť vybraná ako molekula dedičnosti nad RNA.

Táto skutočnosť by sa mohla stať z niekoľkých dôvodov, hlavne preto, že DNA je menej reaktívna a stabilnejšia ako RNA.

Závery

Hlavný záver tohto experimentálneho návrhu možno zhrnúť s nasledujúcim tvrdením: Komplexné organické molekuly by mohli mať svoj pôvod z jednoduchších anorganických molekúl, ak sú vystavené podmienkam údajnej primitívnej atmosféry, ako je vysoké napätie, ultrafialové žiarenie a nízke a nízke a nízke a nízke a nízke a nízke a nízke obsah kyslíka.

Okrem toho sa zistili niektoré anorganické molekuly, ktoré sú ideálnymi kandidátmi na tvorbu určitých aminokyselín a nukleotidov.

Experiment nám umožňuje pozorovať, ako by mohlo byť vytvorenie blokov živých organizmov, za predpokladu, že primitívne prostredie sa prispôsobí opísaným záverom.

Je veľmi pravdepodobné, že svet pred vzhľadom života bude mať viac čísel a zložitých komponentov ako tie, ktoré používa Miller.

Aj keď sa zdá nepravdepodobné, že navrhne pôvod života na základe takých jednoduchých molekúl, Miller by ho mohol skontrolovať jemným a dômyselným experimentom.

Kritika experimentu

Stále existujú diskusie a kontroverzie o výsledkoch tohto experimentu a o tom, ako vznikli prvé bunky.

V súčasnosti sa verí, že komponenty, ktoré Miller používa na vytvorenie primitívnej atmosféry. Modernejšia vízia dáva sopky dôležitú úlohu a navrhuje, aby plyny, ktoré tieto štruktúry produkujú.

Spochybnil sa aj kľúčový bod Millerovho experimentu. Niektorí vedci si myslia, že atmosféra mala malý vplyv na vytváranie živých organizmov.