Termen prebiotisk utveckling hänvisar till serien av hypotetiska scenarier som försöker förklara livets ursprung från icke-levande materia i en miljö under primitiva förhållanden.
Det har hävdats att förhållandena i den primitiva atmosfären minskade kraftigt, vilket gynnade bildandet av organiska molekyler, såsom aminosyror och peptider, som är byggstenarna för proteiner; och puriner och pyrimidiner, som bildar nukleinsyror - DNA och RNA.
Artikelindex
Att föreställa sig hur de första livsformerna uppstod på jorden kan vara en utmanande - och till och med nästan omöjlig - fråga om vi inte placerar oss i rätt primitiv miljö..
Således är nyckeln till att förstå livet från abiotiska molekyler suspenderade i den berömda "primitiva soppan" atmosfären i den avlägsna miljön..
Även om det inte finns någon fullständig överensstämmelse angående atmosfärens kemiska sammansättning, eftersom hypoteserna sträcker sig från reducerande kompositioner (CH4 + Ntvå, NH3 + HtvåAntingen eller COtvå + Htvå + Ntvå) Till mer neutrala miljöer (med endast COtvå + Ntvå + HtvåELLER).
Det är allmänt accepterat att atmosfären saknade syre (detta element ökade sin koncentration avsevärt med livets ankomst). För effektiv syntes av aminosyror, puriner, pyrimidiner och sockerarter är närvaron av en reducerande miljö nödvändig..
Om den verkliga atmosfären vid den tiden inte hade dessa prebiotiska kemiska förhållanden, måste de organiska föreningarna ha kommit från dammpartiklar eller andra rymdkroppar som meteoriter..
Det finns flera hypoteser i förhållande till det fysiska rummet på jorden som möjliggjorde utvecklingen av de första biomolekylerna och replikatorerna.
En teori som har fått en betydande följd av den ursprungliga bildningen av biomolekyler i hydrotermiska ventiler i havet. Men andra författare tycker det är osannolikt och diskrediterar dessa regioner som viktiga medel i prebiotisk syntes..
Teorin föreslår att kemisk syntes inträffade genom passage av vatten inom en termgradient från 350 ° C till 2 ° C.
Problemet med denna hypotes uppstår eftersom organiska föreningar sönderdelas vid höga temperaturer (350 ° C) istället för att syntetiseras, vilket föreslår mindre extrema miljöer. Så hypotesen har tappat stöd.
För att genomföra en studie relaterad till prebiotisk utveckling är det nödvändigt att svara på en serie frågor som gör att vi kan förstå framväxten av liv.
Vi måste fråga oss vilken typ av katalytisk process som gynnade livets ursprung och varifrån den energi som gynnade de första reaktionerna hämtades. När vi svarar på dessa frågor kan vi gå längre och fråga oss om de första molekylerna som uppträdde var membran, replikatorer eller metaboliter..
Nedan kommer vi att svara på var och en av dessa frågor för att uppnå en förståelse för ett eventuellt ursprung i livet i en prebiotisk miljö..
Livet, som vi känner det idag, kräver en serie "måttliga förhållanden" för att utvecklas. Vi vet att de flesta organiska varelser finns där temperatur, fuktighet och pH är fysiologiskt acceptabla - med undantag för de extremofila organismerna, som, som namnet antyder, lever i extrema miljöer..
En av de mest relevanta egenskaperna hos levande system är katalysatorernas allestädes närvarande. De kemiska reaktionerna hos levande varelser katalyseras av enzymer: komplexa molekyler av proteinkarakt som ökar reaktionshastigheten med flera storleksordningar.
De första levande varelserna måste ha haft ett analogt system, troligen ribozymer. I litteraturen finns det en öppen fråga om prebiotisk utveckling kunde ha inträffat utan katalys.
Enligt bevisen skulle biologisk utveckling i frånvaro av en katalysator ha varit mycket osannolik - eftersom reaktionerna skulle ha tagit enorma tidsintervall att inträffa. Därför postuleras deras existens under de första stadierna av livet..
Energin för den prebiotiska syntesen måste dyka upp någonstans. Det föreslås att vissa oorganiska molekyler, såsom polyfosfater och tioestrar, kunde ha spelat en viktig roll i produktionen av energi för reaktioner - i tider före förekomsten av den berömda energi "valuta" av celler: ATP.
Energetiskt är replikeringen av molekylerna som bär den genetiska informationen en mycket dyr händelse. För en genomsnittlig bakterie, som E coli, en enda replikeringshändelse kräver 1,7 * 1010 ATP-molekyler.
Tack vare förekomsten av denna utomordentligt höga siffra är närvaron av en energikälla ett obestridligt villkor för att skapa ett troligt scenario där liv har sitt ursprung..
På samma sätt kan förekomsten av "redox" -reaktioner ha bidragit till abiotisk syntes. Med tiden kan detta system bli viktiga inslag i transporten av elektroner i cellen, kopplat till energiproduktionen.
Det finns tre grundläggande komponenter i en cell: ett membran som avgränsar cellutrymmet och förvandlar det till en diskret enhet; replikatorer, som lagrar information; och metaboliska reaktioner, som förekommer inom detta system. Den funktionella integrationen av dessa tre komponenter ger upphov till en cell.
I ljuset av evolutionen är det därför intressant att ställa frågan om vilken av de tre som uppstod först.
Membransyntes verkar vara enkel, eftersom lipider spontant bildar vesikulära strukturer med förmågan att växa och dela sig. Blåsan möjliggör lagring av replikatorer och håller metaboliter koncentrerade.
Nu fokuserar debatten på ledning av replikering kontra ämnesomsättning. De som ger tyngd till replikering hävdar att ribozymer (RNA med katalytisk kraft) kunde replikera sig själva, och tack vare uppkomsten av mutationer kan ett nytt metaboliskt system uppstå.
Den motsatta uppfattningen lyfter fram vikten av att generera enkla molekyler - såsom de organiska syrorna som finns i trikarboxylsyracykeln - för förbränning under måttliga värmekällor. Ur detta perspektiv involverade de första stegen i prebiotisk utveckling dessa metaboliter.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.