Эксперимент Миллера и Юри, в чем он состоял, значение и выводы



Миллер и Юри эксперимент он заключается в получении органических молекул с использованием более простых неорганических молекул в качестве исходного материала при определенных условиях. Целью эксперимента было воссоздание исконных условий планеты Земля.

Целью этого отдыха было проверить возможное происхождение биомолекул. Действительно, моделирование позволило получить молекулы, такие как аминокислоты и нуклеиновые кислоты, необходимые для живых организмов..

индекс

  • 1 До Миллера и Юри: историческая перспектива
  • 2 Из чего он состоял??
  • 3 Результаты
  • 4 Важность
  • 5 выводов
  • 6 Критики к эксперименту
  • 7 ссылок

До Миллера и Юри: историческая перспектива

Объяснение происхождения жизни всегда было предметом споров и споров. Во времена Ренессанса считалось, что жизнь возникла внезапно и из ничего. Эта гипотеза известна как спонтанное поколение.

Впоследствии критическое мышление ученых начало прорастать, и гипотеза была отвергнута. Однако вопрос, поставленный в начале, оставался размытым.

В 1920-х годах ученые того времени использовали термин «первичный суп» для описания гипотетической океанической среды, в которой, вероятно, возникла жизнь..

Проблема заключалась в том, чтобы предложить логическое происхождение биомолекул, которые делают возможной жизнь (углеводы, белки, липиды и нуклеиновые кислоты) из неорганических молекул.

Уже в 50-х годах, до экспериментов Миллера и Юри, группе ученых удалось синтезировать муравьиную кислоту из углекислого газа. Это грозное открытие было опубликовано в престижном журнале наука.

Из чего он состоит??

К 1952 году Стэнли Миллер и Гарольд Юри разработали экспериментальный протокол для имитации примитивной среды в гениальной системе стеклянных трубок и электродов, созданных ими самими..

Система состояла из колбы с водой, аналогичной первобытному океану. С этой колбой был связан другой компонент с предполагаемой пребиотической средой.

Миллер и Юри использовали следующие пропорции, чтобы воссоздать его: 200 мм рт.ст. метана (СН4), 100 мм рт. Ст. Водорода (Н2), 200 мм рт.ст. аммиака (NH3) и 200 мл воды (ч2O).

Система также имела конденсатор, задачей которого было охлаждать газы, как обычно делал дождь. Кроме того, они объединили два электрода, способных генерировать высокое напряжение, с целью создания высокореактивных молекул, способствующих образованию сложных молекул..

Эти искры стремились симулировать возможные лучи и молнии пребиотической среды. Устройство заканчивалось U-образной частью, которая препятствовала распространению пара в противоположном направлении..

Эксперимент получил удар током в течение недели, в то время как вода нагревалась. Процесс нагрева моделируется солнечной энергией.

результаты

Первые дни смесь эксперимента была абсолютно чистой. В течение дня смесь начала приобретать красноватый цвет. В конце эксперимента эта жидкость приобрела интенсивный красный цвет, почти коричневый, и ее вязкость заметно возросла.

Эксперимент достиг своей основной цели, и сложные органические молекулы были получены из гипотетических компонентов первичной атмосферы (метан, аммиак, водород и водяной пар).

Исследователям удалось идентифицировать следы аминокислот, таких как глицин, аланин, аспарагиновая кислота и амино-н-масляная кислота, которые являются основными компонентами белков..

Успех этого эксперимента помог другим исследователям продолжить изучение происхождения органических молекул. Добавив модификации к протоколу Миллера и Юри, нам удалось воссоздать двадцать известных аминокислот.

Также было возможно генерировать нуклеотиды, которые являются основными строительными блоками генетического материала: ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота).

важность

Эксперимент экспериментально доказал появление органических молекул и предлагает довольно привлекательный сценарий для объяснения возможного происхождения жизни..

Однако возникает внутренняя дилемма, поскольку молекула ДНК необходима для синтеза белков и РНК. Напомним, что центральная догма биологии предполагает, что ДНК транскрибируется в РНК, и это транскрибируется в белки (исключения известны из этой предпосылки, такие как ретровирусы).

Итак, как эти биомолекулы образуются из их мономеров (аминокислот и нуклеотидов) без присутствия ДНК?

К счастью, обнаружение рибозимов позволило прояснить этот очевидный парадокс. Эти молекулы являются каталитической РНК. Это решает проблему, поскольку одна и та же молекула может катализировать и нести генетическую информацию. Вот почему существует гипотеза о примитивном мире РНК..

Эта же РНК может реплицировать себя и участвовать в образовании белков. ДНК может прийти во вторую очередь и быть выбрана в качестве молекулы наследования на РНК.

Это может произойти по нескольким причинам, главным образом потому, что ДНК менее реактивна и более стабильна, чем РНК..

выводы

Основной вывод этого экспериментального плана может быть обобщен следующим утверждением: сложные органические молекулы могут происходить из более простых неорганических молекул, если они подвергаются воздействию условий предполагаемой примитивной атмосферы, таких как высокое напряжение, ультрафиолетовое излучение и низкое содержание кислорода.

Кроме того, были найдены некоторые неорганические молекулы, которые являются идеальными кандидатами для образования определенных аминокислот и нуклеотидов..

Эксперимент позволяет нам наблюдать, как могло происходить создание блоков живых организмов, предполагая, что первобытная среда соответствовала описанным выводам..

Весьма вероятно, что в мире до появления жизни компоненты были более многочисленными и сложными, чем те, которые использовал Миллер..

Хотя кажется невероятным предложить происхождение жизни, основанное на таких простых молекулах, Миллер мог доказать это с помощью тонкого и изобретательного эксперимента..

Критики к эксперименту

Есть все еще дебаты и противоречия о результатах этого эксперимента и как возникли первые клетки.

В настоящее время считается, что компоненты, которые Миллер использовал для формирования примитивной атмосферы, не соответствуют ее реальности. Более современное видение дает вулканам важную роль и предполагает, что газы, которые эти структуры производят минералы.

Ключевой момент эксперимента Миллера также был поставлен под сомнение. Некоторые исследователи считают, что атмосфера мало повлияла на создание живых организмов..

ссылки

  1. Bada, J.L. & Cleaves, H.J. (2015). Первоначальное моделирование и эксперимент по синтезу пребиотиков Миллера. Известия Национальной академии наук, 112(4), E342-E342.
  2. Кэмпбелл, Н. А. (2001). Биология: концепции и отношения. Пирсон Образование.
  3. Купер Г.Дж., Сурман А.Дж., Макивер Дж., Колон-Сантос С.М., Громски П.С., Бухвальд С., ... & Кронин Л. (2017). Эксперименты Миллера-Юри с искровым разрядом в мире дейтерия. 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). Проведение экспериментов Миллера-Юри. Журнал визуализированных экспериментов: JoVE, (83).
  5. Садава, Д. & Пурвес, В. Х. (2009). Жизнь: наука биологии. Ed. Panamericana Medical.