Miller och Urey experimentbeskrivning och betydelse

4661
Robert Johnston

De Miller och Urey experimenterar Den består av produktion av organiska molekyler som använder utgångsmaterialet enklare oorganiska molekyler under vissa förhållanden. Målet med experimentet var att återskapa förfädernas förhållanden på planeten Jorden.

Avsikten med nämnda rekreation var att verifiera biomolekylernas möjliga ursprung. Faktum är att simuleringen uppnådde produktionen av molekyler - såsom aminosyror och nukleinsyror - som är väsentliga för levande organismer..

Artikelindex

  • 1 Before Miller and Urey: Historical Perspective
  • 2 Vad gjorde?
  • 3. Resultat
  • 4 Betydelse
  • 5. Slutsatser
  • 6 Kritik av experimentet
  • 7 Referenser

Innan Miller och Urey: Historiskt perspektiv

Förklaringen om livets ursprung har alltid varit ett intensivt debatterat och kontroversiellt ämne. Under renässansen trodde man att livet uppstod plötsligt och ingenstans. Denna hypotes kallas spontan generation.

Senare började forskarnas kritiska tänkande gro och hypotesen förkastades. Men frågan i början förblev diffus.

På 1920-talet använde tidens forskare termen "uroppa" för att beskriva en hypotetisk havsmiljö där livet troligen har sitt ursprung..

Problemet var att föreslå ett logiskt ursprung till de biomolekyler som gör livet möjligt (kolhydrater, proteiner, lipider och nukleinsyror) från oorganiska molekyler.

Redan på 1950-talet, före Miller- och Urey-experimenten, lyckades en grupp forskare syntetisera myrsyra från koldioxid. Denna formidabla upptäckt publicerades i den prestigefyllda tidningen Vetenskap.

Vad bestod det av?

År 1952 utformade Stanley Miller och Harold Urey ett experimentellt protokoll för att simulera en primitiv miljö i ett genialt system av glasrör och elektroder byggda av sig själva..

Systemet bestod av en vattenkolv, analog med det primitiva havet. Ansluten till den kolven var en annan med komponenterna i den förmodade prebiotiska miljön.

Miller och Urey använde följande förhållanden för att återskapa det: 200 mmHg metan (CH4100 mmHg väte (Htvå200 mmHg ammoniak (NH3) och 200 ml vatten (HtvåELLER).

Systemet hade också en kondensor vars uppgift var att kyla gaserna som vanligt. På samma sätt integrerade de två elektroder som kunde producera höga spänningar i syfte att skapa högreaktiva molekyler som skulle främja bildandet av komplexa molekyler..

Dessa gnistor försökte simulera möjliga strålar och blixtar i den prebiotiska miljön. Enheten slutade i en "U" -formad del som hindrade ånga från att röra sig i motsatt riktning..

Experimentet fick elektriska stötar i en vecka, samtidigt som vattnet värmdes upp. Uppvärmningsprocessen simulerade solenergi.

Resultat

De första dagarna var experimentblandningen helt ren. Under dagarna började blandningen bli röd. I slutet av upplevelsen fick denna vätska en intensiv röd nästan brun färg och dess viskositet ökade anmärkningsvärt..

Experimentet uppnådde sitt huvudsyfte och komplexa organiska molekyler genererades från de hypotetiska komponenterna i den tidiga atmosfären (metan, ammoniak, väte och vattenånga)..

Forskarna kunde identifiera spår av aminosyror, såsom glycin, alanin, asparaginsyra och amino-n-smörsyra, som är de viktigaste komponenterna i proteiner.

Framgången med detta experiment bidrog till att andra forskare fortsatte att utforska ursprunget till organiska molekyler. Genom att lägga till modifieringar i Miller och Urey-protokollet var det möjligt att återskapa de tjugo kända aminosyrorna.

Nukleotider kan också genereras, vilket är de grundläggande byggstenarna för genetiskt material: DNA (deoxiribonukleinsyra) och RNA (ribonukleinsyra).

Betydelse

Experimentet lyckades experimentellt verifiera utseendet på organiska molekyler och föreslår ett ganska attraktivt scenario för att förklara det möjliga ursprunget till livet.

Emellertid skapas ett inneboende dilemma, eftersom DNA-molekylen krävs för protein- och RNA-syntes. Låt oss komma ihåg att biologins centrala dogm föreslår att DNA transkriberas till RNA och detta transkriberas till proteiner (undantag från denna förutsättning är kända, såsom retrovirus).

Så hur bildas dessa biomolekyler från sina monomerer (aminosyror och nukleotider) utan närvaro av DNA??

Lyckligtvis lyckades upptäckten av ribozymer rensa upp denna uppenbara paradox. Dessa molekyler är katalytiska RNA. Detta löser problemet eftersom samma molekyl kan katalysera och bära genetisk information. Det är därför det finns hypotesen om den primitiva RNA-världen..

Samma RNA kan replikera sig själv och delta i bildandet av proteiner. DNA kan komma på ett sekundärt sätt och väljas som en arvsmolekyl över RNA.

Detta faktum kan uppstå av flera skäl, främst för att DNA är mindre reaktivt och mer stabilt än RNA..

Slutsatser

Den huvudsakliga slutsatsen för denna experimentella design kan sammanfattas med följande uttalande: komplexa organiska molekyler kan ha sitt ursprung från enklare oorganiska molekyler, om de utsätts för förhållandena i den förmodade primitiva atmosfären såsom höga spänningar, ultraviolett strålning och lågt syreinnehåll.

Dessutom hittades några oorganiska molekyler som är idealiska kandidater för bildandet av vissa aminosyror och nukleotider..

Experimentet gör det möjligt för oss att observera hur skapandet av blocken av levande organismer kunde ha varit, förutsatt att den primitiva miljön överensstämde med de beskrivna slutsatserna..

Det är mycket troligt att världen före livets utseende hade fler och komplexa komponenter än de som användes av Miller.

Även om det verkar osannolikt att föreslå livets ursprung med utgångspunkt från sådana enkla molekyler, kunde Miller verifiera det med ett subtilt och genialt experiment.

Kritik av experimentet

Det finns fortfarande debatter och kontroverser om resultaten av detta experiment och om hur de första cellerna har sitt ursprung..

Man tror för närvarande att komponenterna som Miller använde för att bilda den tidiga atmosfären inte överensstämmer med verkligheten. En modernare vy ger vulkaner en viktig roll och föreslår att de gaser som dessa strukturer producerar mineraler.

En viktig punkt i Millers experiment har också ifrågasatts. Vissa forskare tror att atmosfären hade liten inverkan på skapandet av levande organismer.

Referenser

  1. Bada, J. L. och Cleaves, H. J. (2015). Ab initio-simuleringar och Miller prebiotisk syntesexperiment. Proceedings of the National Academy of Sciences, 112(4), E342-E342.
  2. Campbell, N. A. (2001). Biologi: begrepp och relationer. Pearson Education.
  3. Cooper, G. J., Surman, A. J., McIver, J., Colón-Santos, S. M., Gromski, P. S., Buchwald, S., ... & Cronin, L. (2017). Miller-Urey Spark - Urladdningsexperiment i Deuteriumvärlden. Angewandte Chemie, 129(28), 8191-8194.
  4. Parker, E. T., Cleaves, J. H., Burton, A. S., Glavin, D. P., Dworkin, J. P., Zhou, M.,… & Fernández, F. M. (2014). Genomföra Miller-Urey-experiment. Journal of visualized experiment: JoVE, (83).
  5. Sadava, D., & Purves, W. H. (2009). Life: The Biology Science. Panamerican Medical Ed..

Ingen har kommenterat den här artikeln än.