Prebiotična evolucija, kjer se je zgodila in kaj je potrebno

Izraz Prebiotična evolucija Nanaša se na vrsto hipotetičnih scenarijev, ki želijo razložiti izvor življenja, ki temelji na snovi, ne živi v okolju v primitivnih pogojih.

Predlagano je, da se pogoji primitivne atmosfere močno zmanjšajo, kar je naklonjeno tvorbi organskih molekul, kot so aminokisline in peptidi, ki so strukturni bloki beljakovin; in purini in pirimidini, ki tvorijo nukleinske kisline - DNK in RNA.

Vir: Pixabay.com

[TOC]

Primitivni pogoji

Predstavljajte si, kako je lahko prve oblike življenj na Zemlji zahtevno vprašanje - in celo skoraj nemogoče -, če se ne postavimo v pravo primitivno okolje.

Tako je ključ do razumevanja življenja iz abiotskih molekul, suspendiranih v znameniti "primitivni juhi", vzdušje v omenjenem oddaljenem okolju.

Čeprav v zvezi s kemično sestavo atmosfere ni popolnega soglasja, ker ga ni mogoče popolnoma potrditi, se hipoteze gibljejo od zmanjšanja sestavkov (ch₄ + N₂, Nh₃ + H₂Ali ali co₂ + H₂ + N₂) Še bolj nevtralna okolja (samo z co₂ + N₂ + H₂Da).

Splošno je sprejeto, da atmosferi nima kisika (ta element je s prihodom življenja znatno povečal svojo koncentracijo). Za učinkovito sintezo aminokislin, purinov, pirimidinov in sladkorjev je potrebna prisotnost reducirajočega okolja.

V primeru, da prava atmosfera tega časa ni imela teh prebiotičnih kemičnih pogojev, so morale organske spojine prispeti iz prašnih delcev ali drugih vesoljskih teles, kot so meteoriti.

Kje se je pojavila evolucija prebiotika?

Obstaja več hipotez glede na fizični prostor na Zemlji, ki so omogočile razvoj prvih biomolekul in replikatorjev.

Teorija, ki je v začetnem oblikovanju biomolekul v hidrotermalnih virih osvojila veliko število privržencev. Vendar pa drugi avtorji menijo, da je ta regija malo verjetna kot pomembna povzročitelja v prebiotični sintezi.

Vam lahko služi: potopno olje: sestava, značilnosti, uporabe

Teorija predlaga, da se je kemična sinteza zgodila s prehodom vode v izrazu od 350 ° C do 2 ° C.

Težava s to hipotezo nastane, ker se organske spojine razgradijo pri visokih temperaturah (350 ° C), namesto da bi bile sintetizirane, kar kaže na manj ekstremnih okolij. Torej je hipoteza izgubila podporo.

Kaj je potrebno za prebiotično evolucijo?

Za izvedbo študije, povezane s prebiotično evolucijo, je treba odgovoriti na vrsto vprašanj, ki nam omogočajo razumevanje nastanka življenja.

Vprašati se moramo, kakšen tip katalitičnega procesa je naklonjen izvoru življenja in od kod je bila odvzeta energija, ki je bila naklonjena prvim reakcijam. Ko odgovarjamo na ta vprašanja, lahko gremo dlje in se vprašamo, ali so bile prve molekule, ki se bodo pojavile, membrane, replikatorji ali presnovki.

Nato bomo odgovorili na vsako od teh vprašanj, da bomo dosegli razumevanje možnega izvora življenja v prebiotičnem okolju.

Katalizatorji

Življenje, kot ga poznamo danes, zahteva vrsto "zmernih pogojev" za razvoj. Vemo, da večina organskih bitij obstaja tam, kjer so temperatura, vlaga in pH fiziološko sprejemljivi - z izjemo ekstremnofilnih organizmov, ki, kot že ime pove, živijo v ekstremnih okoljih.

Ena najpomembnejših značilnosti živih sistemov je vseprisotnost katalizatorjev. Kemične reakcije živih bitij katalizirajo encimi: kompleksne beljakovinske molekule, ki povečajo hitrost reakcij z velikostjo.

Lahko vam služi: Biofizika: Zgodovina, katere študije, aplikacije, koncepti, metode

Prva živa bitja so morala imeti analogni sistem, verjetno iz ribcimov. V literaturi je odprto vprašanje, ali bi se lahko prebiotična evolucija pojavila brez katalize.

Glede na dokaze, če ne bi bilo katalizatorja, bi bila biološka evolucija zelo malo verjetna - saj so reakcije sprejemale monumentalne časovne intervale pri pojavljanju. Zato je njihov obstoj v zgodnjih fazah življenja postavljen.

Energija

Energija za prebiotično sintezo se je morala nekje pojaviti. Predlaga se, da bi lahko nekatere anorganske molekule, kot so polifosfati in tionesteri.

Energetsko je podvajanje molekul, ki nosijo genetske informacije, zelo drag dogodek. Za povprečno bakterijo, kot je In. coli, En sam dogodek podvajanja zahteva 1,7*10¹⁰ Molekule ATP.

Zahvaljujoč obstoju te izjemno visoke figure je prisotnost vira energije nesporni pogoj za ustvarjanje verjetnega scenarija, v katerem izvira življenje.

Prav tako bi lahko obstoj reakcij "redoks" prispeval k abiotski sintezi. Sčasoma bi ta sistem lahko postal pomembni elementi transport elektronov v celici, povezani s proizvodnjo energije.

Katera od celičnih komponent je nastala najprej?

V celici so tri osnovne komponente: membrana, ki omejuje celični prostor in postane diskretna enota; Replikatorji, ki shranjujejo informacije; in presnovne reakcije, ki se pojavljajo znotraj tega sistema. Funkcionalna integracija teh treh komponent povzroči celico.

Lahko vam služi: kakšne študije ornitologije?

Zato je v luči evolucije zanimivo postaviti vprašanje, katero od prvih treh se je pojavilo.

Zdi se, da je sinteza membrane preprosta, saj lipidi spontano tvorijo vezikularne strukture s sposobnostjo rasti in delitve. Žolčnik omogoča shranjevanje replikatorjev in ohranja koncentrirane presnovke.

Zdaj se razprava osredotoča na vodstvo podvajanja proti metabolizmu. Tisti, ki dajejo večjo težo za razmnoževanje, trdijo, da bi se lahko ribcimi (RNA s katalitično močjo) ponovili in se zahvaljujoč videzu mutacij lahko pojavi nov presnovni sistem.

Nasprotni vid poudarja pomen nastajanja preprostih molekul - na primer organske kisline, ki so prisotne v ciklu trikarboksilnih kislin - zgorevanje pod zmernimi toplotnimi viri. V tej perspektivi so prvi koraki prebiotične evolucije vključevali te presnovke.

Reference

1. Anderson, str. W. (1983). Model predloga za prebiotično evolucijo: uporaba kaosa. Zbornik Nacionalne akademije znanosti, 80(11), 3386-3390.
2. Hogeweg, str., & Takeuchi, n. (2003). Izbira na več ravneh v modelih prebiotične evolucije: predelki in prostorska samoorganizacija. Izvor življenja in evolucija biosfere, 33(4-5), 375-403.
3. Lazcano, a., & Miller, s. L. (devetnajst devetdeset šest). Izvor in zgodnja evolucija življenja: prebiotična kemija, svet pred RNA in čas. Celica, 85(6), 793–798.
4. McKenney, k., & Alfonzo, J. (2016). Od prebiotikov do probiotikov: evolucija in funkcije sprememb tRNA. Življenje, 6(1), 13.
5. Silvestre, d. Do., & Fontanari, J. F. (2008). Paketni modeli in informacijska kriza prebiotične evolucije. Časopis teoretične biologije, 252(2), 326–337.
6. Wong, J. T. F. (2009). Prebiotična evolucija in astrobiologija. CRC Press.