Protobiontsların kökeni ve özellikleri



protobionts Onlar yaşamın kökeni ile ilgili bazı hipotezlere göre hücrelerden önce gelen biyolojik komplekslerdir. Oparín'e göre, bunlar yarı geçirgen bir lipid membranla veya buna benzer bir yapıyla çevrili moleküler agregalardır..

Bu biyotik moleküler agregalar, zarın iç kısmının kimyasal bileşimini dış ortamından farklı tutmayı başarabilen basit bir üreme ve metabolizma sunabilir.

Laboratuarda farklı araştırmacılar tarafından yapılan bazı deneyler, probiyotiklerin, abiyotik moleküllerden yapısal bloklar olarak oluşturulan organik bileşikler kullanılarak kendiliğinden oluşabileceğini ortaya koymuştur..

Bu deneylerin örnekleri, membranlarla çevrili küçük damlacıkların topaklaşması olan lipozomların oluşumudur. Bunlar, suya lipitler eklendiğinde oluşturulabilir. Diğer organik molekül tipleri eklendiğinde de ortaya çıkar..

Prebiyotik zamanların havuzlarında oluşan lipozom benzeri damlacıklar oluşabiliyor ve bunlar rastgele bazı amino asit polimerlerini içeriyorlar..

Polimerlerin belirli organik molekülleri zara geçirgen hale getirmesi durumunda, söz konusu molekülleri seçici olarak dahil etmek mümkün olacaktır..

indeks

  • 1 Özellikleri ve özellikleri
    • 1.1 Yarı geçirgen membranlar
    • 1.2 Uyarılabilirlik
  • 2 Menşei
    • 2.1 Oparin ve Haldane hipotezi
    • 2.2 Miller ve Urey deneyi
  • 3 Protobiontların genetik materyali
    • 3.1 RNA dünyası
    • 3.2 DNA'nın görünümü
  • 4 Kaynakça

Özellikleri ve özellikleri

Sözü edilen protobionts, mevcut hücrelerde bulunan lipit membranları hatırlatan bir damla yüzeyinde iki katmanlı (iki katman) şeklinde düzenlenmiş hidrofobik moleküllerden oluşturulabilir..

Yarı geçirgen membranlar

Yapı seçici olarak geçirgen olduğu için lipozom, ortamdaki çözünenlerin konsantrasyonuna bağlı olarak şişebilir veya sönebilir..

Yani, eğer lipozom hipotonik bir ortama maruz kalırsa (hücre içindeki konsantrasyon daha büyüktür), su yapıya girerek lipozomu şişer. Buna karşılık, ortam hipertonik ise (hücrenin konsantrasyonu düşükse), su dış ortama taşınır..

Bu özellik lipozomlara özgü değildir, aynı zamanda bir organizmanın mevcut hücrelerine de uygulanabilir. Örneğin, kırmızı kan hücreleri hipotonik bir ortama maruz kalırsa patlayabilir..

heyecanlanma

Lipozomlar, enerjiyi yüzey boyunca bir voltajdan oluşan bir membran potansiyeli şeklinde depolayabilir. Yapı, gerilimi, sinir sisteminin nöronal hücrelerinde meydana gelen süreci anımsatan bir şekilde tahliye edebilir.. 

Lipozomlar, canlı organizmaların çeşitli özelliklerine sahiptir. Ancak, lipozomların canlı olduğunu söylemekle aynı şey değildir..

kaynak

Prebiyotik bir ortamda yaşamın kökenini ve evrimini açıklamaya çalışan çok çeşitli hipotezler vardır. Aşağıda, öncüllerin kökenini tartışan en çarpıcı önerileri tanımlayacağız:

Oparin ve Haldan'ın Hipotezi

Biyokimyasal evrim hakkındaki hipotez 1924'te Alexander Oparin ve 1928'de John D.S Haldane tarafından önerildi..

Bu varsayım, prebiyotik atmosferin oksijen bulunmadığını, ancak enerji kaynaklarının varlığı sayesinde organik bileşiklerin oluşumuna yol açan büyük miktarlarda hidrojenle kuvvetli bir şekilde azaldığını varsayar..

Bu hipoteze göre, yeryüzünün soğuması gerçekleştikçe, volkanik püskürmelerin buharı yoğunlaşır, kuvvetli ve sabit yağmurlar kadar çöker. Su düştüğü zaman, ünlü ilkel çorbaya ya da besleyici et suyuna yol açan mineral tuzları ve diğer bileşikleri sürüklemiştir..

Bu varsayımsal ortamda, giderek daha karmaşık hücresel sistemlerden kaynaklanan prebiyotik bileşikler adı verilen büyük moleküler kompleksler oluşabilir. Oparin bu yapılara protobiontes adını verdi..

Probiyologlar karmaşıklıklarını arttırdıkça, genetik bilgiyi iletmek için yeni kapasiteler edindiler ve Oparin bu daha gelişmiş formlara eubiontes adını verdi..

Miller ve Urey deneyi

1953 yılında Oparin'in önerileri sonrasında araştırmacılar Stanley L. Miller ve Harold C. Urey basit inorganik malzemelerden organik bileşiklerin oluşumunu doğrulamak için bir dizi deney geliştirdiler..

Miller ve Urey, Oparin tarafından önerilen koşullarla prebiyotik ortamları küçük ölçekte simüle eden deneysel bir tasarım yaratmayı başardılar, diğerleri arasında amino asitler, yağ asitleri, formik asit, üre gibi bir dizi bileşik elde ettiler..

Protobiontların genetik materyali

RNA dünyası

Mevcut moleküler biyologların hipotezine göre, protobiyolar DNA molekülleri yerine RNA moleküllerini taşıdılar; bu, bilgiyi çoğaltmalarını ve saklamalarını sağladı..

Protein sentezinde temel bir role sahip olmasının yanı sıra, RNA aynı zamanda bir enzim gibi davranabilir ve kataliz reaksiyonları gerçekleştirebilir. Bu özellik nedeniyle RNA, protobiontlarda ilk genetik materyal olan belirtilen bir adaydır..

Kataliz yapabilen RNA molekülleri, ribozimler olarak adlandırılır ve kısa RNA gerginliklerinin tamamlayıcı dizileri ile kopyalar yapabilir ve işlemine aracılık eder. ekleme, dizinin bölümlerini ortadan kaldırmak.

İçinde katalitik bir RNA molekülü olan bir protobiont, bu molekülü olmayan meslektaşlarından farklıydı.

Protobiontların büyümesi, bölünmesi ve yavrularını yavrularına iletmesi durumunda, Darwin'in doğal seleksiyon işlemleri bu sisteme uygulanabilir ve RNA moleküllü protobiyerler popülasyondaki sıklığını arttırabilir.

Bu protobiyonun ortaya çıkması pek mümkün olmamakla birlikte, ilkel dünyanın su kütlelerinde milyonlarca protobiyo bulunduğunu hatırlamak gerekir..

DNA'nın görünümü

DNA, kırılgan olan ve yanlış çoğaltan RNA molekülüne kıyasla çok daha kararlı bir çift sarmallı bir moleküldür. Çoğunluk açısından bu doğruluk özelliği, protobiontların genomlarının büyüklüğü arttıkça daha da gerekli hale geldi..

Princeton Üniversitesi'nde araştırmacı Freeman Dyson, DNA moleküllerinin, katalitik özelliklere sahip rastgele amino asit polimerleri tarafından replikasyonlarında yardımcı olan kısa yapılar olabileceğini öne sürüyor.

Bu erken replikasyon, yüksek miktarda organik monomer depolayan protobiontlarda meydana gelebilir..

DNA molekülünün ortaya çıkmasından sonra RNA, mevcut rollerini çeviri aracı olarak oynamaya başlayabilir ve böylece "DNA dünyasını" yaratır..

referanslar

  1. Altstein, A.D. (2015). Progen hipotezi: nükleoprotein dünyası ve yaşamın nasıl başladığı. Biyoloji Doğrudan, 10, 67.
  2. Audesirk, T., Audesirk, G., ve Byers, B. E. (2003). Biyoloji: Yeryüzündeki Yaşam. Pearson eğitimi.
  3. Campbell, A.N., & Reece, J.B. (2005). biyoloji. Editöryal Panamericana Medical.
  4. Gama, M. (2007). Biyoloji 1: Yapılandırmacı Bir Yaklaşım. Pearson Eğitimi.
  5. Schrum, J.P., Zhu, T.F., & Szostak, J.W. (2010). Hücresel yaşamın kökenleri. Cold Spring Harbor biyolojide perspektifler, a002212.
  6. Stano, P., & Mavelli, F. (2015). Yaşamın Kökenli Protokoller ve Sentetik Biyoloji Modelleri. hayat, 5(4), 1700-1702.