Miller ve Urey'in İçinde Ne Olduğunu, Önemi ve Sonuçları



Miller ve Urey deneyi belirli koşullar altında başlangıç ​​materyali olarak daha basit inorganik moleküller kullanan organik moleküllerin üretiminden oluşur. Deneyin amacı, Dünya gezegeninin atalarının koşullarını yeniden oluşturmaktı..

Bu rekreasyonun amacı, biyomoleküllerin olası kökenini doğrulamaktı. Aslında, simülasyon canlı organizmalar için gerekli olan moleküller - amino asitler ve nükleik asitler gibi - üretildi.

indeks

  • 1 Miller ve Urey'den önce: Tarihsel bakış açısı
  • 2 Ne içeriyordu??
  • 3 Sonuç
  • 4 Önemi
  • 5 Sonuç
  • 6 Deneye yönelik eleştiriler
  • 7 Kaynakça

Miller ve Urey'den önce: Tarihsel bakış açısı

Yaşamın kökeni hakkında açıklama her zaman yoğun bir şekilde tartışılan ve tartışmalı bir konudur. Rönesans döneminde yaşamın aniden ve hiçbir şeyden kaynaklanmadığına inanılıyordu. Bu hipotez, spontan nesil olarak bilinir..

Daha sonra, bilim adamlarının eleştirel düşüncesi filizlenmeye başladı ve hipotez atıldı. Ancak, başlangıçta sorulan soru yaygın kalmıştır.

1920'lerde o zamanlar bilim adamları, "ilkel çorba" terimini kullanarak yaşamın doğduğu varsayımsal bir okyanus ortamını tanımlamak için kullandılar..

Problem, inorganik moleküllerden yaşamı mümkün kılan (karbonhidratlar, proteinler, lipitler ve nükleik asitler) biyomoleküllerin mantıklı bir kökenini önermekti..

Zaten 50'li yıllarda Miller ve Urey'in deneylerinden önce, bir grup bilim adamı formik asidi karbondioksitten sentezlemeyi başardı. Bu müthiş keşif prestijli dergide yayınlandı bilim.

Ne içeriyordu??

1952'de Stanley Miller ve Harold Urey, kendileri tarafından yapılan ustaca bir cam tüp ve elektrot sisteminde ilkel bir ortamı simüle etmek için deneysel bir protokol tasarladılar..

Sistem, ilkel okyanusa benzer, su ile bir şişeden oluşmuştur. Bu şişeye bağlı sözde prebiyotik ortamın bileşenleri ile başka biriydi.

Miller ve Urey, yeniden oluşturmak için aşağıdaki oranları kullandı: 200 mmHg metan (CH4), 100 mmHg hidrojen (H)2), 200 mmHg amonyak (NH3) ve 200 ml su (H2O).

Sistem ayrıca görevi normalde olduğu gibi gazları soğutmak olan bir kondansatöre sahipti. Aynı şekilde, karmaşık moleküllerin oluşumunu destekleyen yüksek reaktif moleküller oluşturmak amacıyla yüksek voltaj üretebilen iki elektrot entegre etmişlerdir..

Bu kıvılcımlar, prebiyotik ortamın olası ışınlarını ve şimşeklerini simüle etmeye çalıştı. Cihaz, buharın ters yönde hareket etmesini önleyen "U" şeklindeki bir kısımda sona erdi.

Deney, bir hafta boyunca, su ısıtıldığı zaman elektrik şoku aldı. Isıtma işlemi güneş enerjisi simüle.

sonuçlar

İlk gün, deneyin karışımı tamamen temizdi. Gün boyunca, karışım kırmızımsı bir renk vermeye başladı. Deneyin sonunda bu sıvı neredeyse kahverenginin yoğun bir kırmızı rengini aldı ve viskozitesi belirgin şekilde arttı..

Deney, ana amacına ulaşmış ve ilkel atmosferin varsayımsal bileşenlerinden (metan, amonyak, hidrojen ve su buharı) karmaşık organik moleküller üretilmiştir..

Araştırmacılar, proteinlerin ana bileşenleri olan glisin, alanin, aspartik asit ve amino-n-bütirik asit gibi amino asit izlerini tanımlayabildiler..

Bu deneyin başarısı, organik moleküllerin kökenini keşfetmeye devam eden diğer araştırmacılara katkıda bulundu. Miller ve Urey protokolüne değişiklikler yaparak, bilinen yirmi amino asidi yeniden yaratmayı başardık..

Genetik materyalin temel yapı taşları olan nükleotidlerin üretilmesi de mümkündü: DNA (deoksiribonükleik asit) ve RNA (ribonükleik asit).

önem

Deney, deneysel olarak organik moleküllerin görünümünü kanıtladı ve yaşamın olası kökenini açıklamak için oldukça çekici bir senaryo önerdi.

Bununla birlikte, DNA molekülü proteinlerin ve RNA'nın sentezi için gerekli olduğu için doğal bir ikilem yaratılır. Biyolojinin merkezi dogmasının, DNA'nın RNA'ya kopyalandığını ve bunun proteinlere kopyalandığını önerdiğini hatırlayın (istisnalar, bu öncül, örneğin retrovirüsler).

Peki, bu biyomoleküller, DNA olmadan, monomerlerinden (amino asitler ve nükleotitler) nasıl oluşur??

Neyse ki, ribozimlerin keşfi bu belirgin paradoksu açıklığa kavuşturmayı başardı. Bu moleküller katalitik RNA'dır. Bu, aynı molekül genetik bilgiyi katalize edip taşıyabildiğinden sorunu çözer. Bu yüzden ilkel RNA dünyası hipotezi var..

Aynı RNA kendini çoğaltabilir ve protein oluşumuna katılabilir. DNA sekonder olarak gelebilir ve RNA'da kalıtımsal bir molekül olarak seçilebilir.

Bu, birkaç nedenden dolayı olabilir, çünkü DNA, RNA'dan daha az reaktif ve daha stabildir..

sonuçlar

Bu deneysel tasarımın ana sonucu, aşağıdaki ifade ile özetlenebilir: karmaşık organik moleküller, yüksek gerilimler, ultraviyole radyasyon ve düşük gibi varsayılan ilkel atmosfer koşullarına maruz kalmaları durumunda, köklerini daha basit inorganik moleküllerden alabilir. oksijen içeriği.

Ek olarak, bazı amino asitlerin ve nükleotidlerin oluşumu için ideal aday olan bazı inorganik moleküller bulunmuştur..

Deney, ilkel çevrenin açıklanan sonuçlara uygun olduğunu varsayarak, canlı organizma bloklarının yaratılmasının nasıl olabileceğini gözlemlememize izin verir..

Yaşamdan önce dünyanın Miller tarafından kullanılanlardan daha fazla sayıda ve karmaşık bileşenlere sahip olması çok muhtemeldir..

Her ne kadar bu kadar basit moleküllere dayanarak yaşamın kökenini önermek imkansız gibi görünse de, Miller bunu ince ve zekice bir deneyle kanıtlayabilirdi..

Deneye yönelik eleştirmenler

Bu deneyin sonuçları ve ilk hücrelerin kökeni hakkında hala tartışmalar ve tartışmalar var..

Günümüzde Miller'in ilkel atmosferi oluşturmak için kullandığı bileşenlerin gerçekliğine uymadığına inanılmaktadır. Daha modern bir vizyon volkanlara önemli bir rol verir ve bu yapıların mineral ürettiği gazların kullanılmasını önerir.

Miller'in deneyinin önemli bir noktası da sorgulandı. Bazı araştırmacılar atmosferin canlı organizmaların yaratılmasında çok az etkisi olduğunu düşünüyor.

referanslar

  1. Bada, J.L., & Cleaves, H.J. (2015). Ab initio simülasyonları ve Miller prebiyotik sentez deneyi. Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri, 112(4), E342-E342.
  2. Campbell, N.A. (2001). Biyoloji: Kavramlar ve ilişkiler. Pearson Eğitimi.
  3. Cooper, G.J., Surman, A.J., McIver, J., Colon-Santos, S.M., Gromski, P.S., Buchwald, S., ... & Cronin, L. (2017). Deuterium Dünyasında Miller-Urey Spark-Discharge Deneyleri. 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. (2014). Miller-Urey deneyleri yapmak. Görselleştirilmiş deneyler dergisi: JoVE, (83).
  5. Sadava, D., & Purves, W.H. (2009). Yaşam: Biyoloji bilimi. Ed. Panamericana Medical.