Miller in Urey Experiment

Kaj je Miller in Ureyjev eksperiment?

On Miller in Urey Experiment Sestavljen je iz proizvodnje organskih molekul, ki uporabljajo kot preproste anorganske molekule, bolj preproste pogoje pod določenimi pogoji. Cilj poskusa je bil poustvariti prednike planeta Zemlje.

Namen te rekreacije je bil preveriti možni izvor biomolekul. Dejansko je simulacija dosegla proizvodnjo molekul - kot aminokisline in nukleinske kisline - nepogrešljiva za žive organizme.

Pred Millerjem in Ureyjem: Zgodovinska perspektiva

Razlaga izvora življenja je bila vedno intenzivno razpravljana in sporna tema. Med renesanso je bilo verjeti, da je življenje nenadoma nastalo in od nikoder. Ta hipoteza je znana kot spontana generacija.

Kasneje se je kritično razmišljanje znanstvenikov začelo kaliti in hipoteza je bila izključena. Vendar je neznano vzgojeno na začetku ostalo razpršeno.

V desetletju 20 takratnih znanstvenikov so izraz "primordialna juha" uporabili za opis oceanskega hipotetičnega okolja, v katerem je življenje verjetno nastalo.

Težava je bila predlagati logičen izvor biomolekul, ki omogočajo življenje (ogljikovi hidrati, beljakovine, lipidi in nukleinske kisline) iz anorganskih molekul.

Že v 50. letih je pred poskusi Millerja in Ureya skupine znanstvenikov uspelo sintetizirati mravljino kislino iz ogljikovega dioksida. To grozljivo odkritje je bilo objavljeno v prestižni reviji Znanost.

Kakšen je bil eksperiment?

Do leta 1952 sta Stanley Miller in Harold Urey zasnovala eksperimentalni protokol za simulacijo primitivnega okolja v iznajdljivem sistemu steklenih cevi in ​​elektrod, ki so jih zgradili sami.

Sistem je bil oblikovan iz bučke z vodo, analogen primitivnemu oceanu. Povezan s to bučko je bil še en s sestavnimi deli domnevne prebiotične atmosfere.

Miller in Urey sta uporabila naslednje deleže, da sta jo ponovno ustvarila: 200 mmHg metana (ch₄), 100 mmHg vodika (h₂), 200 mmhg amoniaka (NH₃) in 200 ml vode (h₂Da).

Sistem je imel tudi kondenzator, katerega delo je bilo, da se ohladi pline, kot bi običajno dež. Prav tako so integrirali dve elektrodi, ki sta sposobni proizvajati visoke napetosti, z namenom ustvarjanja visoko reaktivnih molekul, ki so privedle do nastanka zapletenih molekul.

Te iskre so želele simulirati možne žarke in strele prebiotičnega okolja. Naprava se je končala v obliki "U", ki je preprečila, da bi para potovala v nasprotni smeri.

Eksperiment je en teden prejel električne udarce, hkrati, ko se je voda segrevala. Proces ogrevanja simulirala sončno energijo.

Rezultati

Prve dni je bila eksperimentalna mešanica popolnoma čista. S tekom dni je mešanica začela jemati rdečkasto barvo. Na koncu izkušenj je ta tekočina vzela skoraj rjavo intenzivno rdečo barvo in njegova viskoznost se je znatno povečala.

Poskus je dosegel svoje glavne objektivne in zapletene organske molekule, ustvarjene iz hipotetičnih komponent primitivne atmosfere (metan, amonijak, vodik in vodna para).

Raziskovalcem je uspelo prepoznati sledi aminokislin, kot so glicin, alanin, asparaginska kislina in amino-buterična kislina, ki so glavne sestavine beljakovin.

Uspeh tega poskusa je prispeval k drugim raziskovalcem še naprej raziskovati izvor organskih molekul. Dodajanje modifikacij protokolu Miller in Urey je bilo ponovno ustvarjenih dvajset znanih aminokislin.

Lahko se ustvarijo tudi nukleotidi, ki so temeljni bloki genetskega materiala: DNK (deoksiribonukleinska kislina) in RNA (ribonukleinska kislina).

Pomembnost

Poskus je uspelo eksperimentalno preveriti videz organskih molekul in predlaga precej privlačen scenarij za razlago možnega izvora življenja.

Vendar pa nastane inherentna dilema, saj je molekula DNK potrebna za beljakovine in RNA. Spomnimo se, da osrednja dogma biologije predlaga, da se DNK prepiše na RNA in ta se prepisuje na beljakovine (znane so izjeme, kot je retrovirus).

Torej, kako se te biomolekule tvorijo iz svojih monomerov (aminokislin in nukleotidov) brez prisotnosti DNK?

Na srečo je odkritje ribcimov uspelo razjasniti ta navidezni paradoks. Te molekule so katalitična RNA. To reši težavo, saj lahko ista molekula katalizira in nosi genetske informacije. Zato obstaja hipoteza sveta primitivne RNA.

Ista RNA se lahko ponovi in ​​sodeluje pri tvorbi beljakovin. DNK bi lahko prišel sekundarno in bil izbran kot molekula dedovanja nad RNA.

To dejstvo bi se lahko zgodilo iz več razlogov, predvsem zato, ker je DNK manj reaktivna in stabilnejša od RNA.

Zaključki

Glavni zaključek te eksperimentalne zasnove je mogoče povzeti z naslednjo izjavo: zapletene organske molekule bi lahko nastale iz preprostejših anorganskih molekul, če so izpostavljene pogojem domnevne primitivne atmosfere, kot so visoke napetosti, ultravijolično sevanje in nizke in nizke Vsebnost kisika.

Poleg tega so bile najdene nekatere anorganske molekule, ki so idealne kandidate za nastajanje nekaterih aminokislin in nukleotidov.

Poskus nam omogoča, da opazujemo, kako bi lahko bilo ustvarjanje blokov živih organizmov, ob predpostavki, da se primitivno okolje prilagodi opisanim zaključkom.

Zelo verjetno je, da bo svet pred življenjskim pojavom imel več številk in zapletenih sestavnih delov kot tisti, ki jih uporablja Miller.

Čeprav se zdi, da verjetno ne bo predlagal izvora življenja, ki temelji na tako preprostih molekulah, bi ga Miller lahko preveril s subtilnim in iznajdljivim poskusom.

Kritika poskusa

Še vedno obstajajo razprave in polemike o rezultatih tega eksperimenta in o tem, kako so nastale prve celice.

Trenutno se verjame, da komponente, ki jih Miller uporablja za oblikovanje primitivnega vzdušja, ne ustrezajo resničnosti istega. Sodobnejša vizija daje vulkanom pomembno vlogo in predlaga, da plini, ki jih proizvajajo te strukture.

Ključna točka Millerjevega eksperimenta je bila tudi pod vprašajem. Nekateri raziskovalci menijo, da je vzdušje malo vplivalo na ustvarjanje živih organizmov.