Miller og Urey eksperiment

Hva er Miller og Urey's eksperiment?

Han Miller og Urey eksperiment Den består av produksjonen av organiske molekyler ved å bruke så enkle uorganiske molekyler mer enkle forhold under visse forhold. Målet med eksperimentet var å gjenskape de forfedres forhold på planeten Jorden.

Intensjonen med denne rekreasjonen var å bekrefte den mulige opprinnelsen til biomolekylene. Simuleringen oppnådde faktisk produksjon av molekyler - som aminosyrer og nukleinsyrer - uunnværlig for levende organismer.

Før Miller og Urey: Historisk perspektiv

Forklaringen på livets opprinnelse har alltid vært et intenst omdiskutert og kontroversielt tema. Under renessansen ble det antatt at livet plutselig oppsto og ut av ingensteds. Denne hypotesen er kjent som spontan generasjon.

Deretter begynte forskernes kritiske tenkning å spire og hypotesen ble utelukket. Imidlertid forble den ukjente som ble reist i begynnelsen.

I tiåret av de 20 brukte forskerne på begrepet "primordial suppe" for å beskrive et oseanisk hypotetisk miljø der livet sannsynligvis har sin opprinnelse.

Problemet var å foreslå en logisk opprinnelse til biomolekyler som gjør livet mulig (karbohydrater, proteiner, lipider og nukleinsyrer) fra uorganiske molekyler.

Allerede på 50 -tallet, før eksperimentene til Miller og Urey, klarte en gruppe forskere å syntetisere maursyre fra karbondioksid. Denne formidable oppdagelsen ble publisert i det prestisjetunge magasinet Vitenskap.

Hva var eksperimentet?

I 1952 designet Stanley Miller og Harold Urey en eksperimentell protokoll for å simulere et primitivt miljø i et genialt system med glassrør og elektroder bygget av seg selv.

Systemet ble dannet av en kolbe med vann, analogt med det primitive havet. Koblet til den kolben var det en annen med komponentene i den påståtte prebiotiske atmosfæren.

Miller og Urey brukte følgende proporsjoner for å gjenskape det: 200 mmHg metan (CH₄), 100 mmHg hydrogen (h₂), 200 mmHg ammoniakk (NH₃) og 200 ml vann (h₂ENTEN).

Systemet hadde også en kondensator, hvis arbeid var å avkjøle gasser som regnet normalt ville gjort. På samme måte integrerte de to elektroder som var i stand til å produsere høye spenninger, med sikte på å lage svært reaktive molekyler som førte til dannelse av komplekse molekyler.

Disse gnistene prøvde å simulere mulige stråler og lyn av det prebiotiske miljøet. Enheten endte i en "U" -form som forhindret at dampen reiste i motsatt retning.

Eksperimentet fikk elektriske støt i en uke, samtidig som vannet ble oppvarmet. Oppvarmingsprosessen simulerte solenergi.

Resultater

De første dagene var eksperimentblandingen helt ren. Med dagens dag begynte blandingen å ta en rødlig farge. På slutten av opplevelsen tok denne væsken en nesten brun intens rød farge og dens viskositet økte betydelig.

Eksperimentet oppnådde hovedmål og komplekse organiske molekyler ble generert fra de hypotetiske komponentene i den primitive atmosfæren (metan, ammoniakk, hydrogen og vanndamp).

Forskerne klarte å identifisere spor av aminosyrer, som glycin, alanin, aspartinsyre og amino-smarsyre, som er hovedkomponentene i proteiner.

Suksessen med dette eksperimentet bidro til andre forskere fortsetter å utforske opprinnelsen til organiske molekyler. Ved å legge til modifikasjoner til Miller- og Urey -protokollen, ble de tjue kjente aminosyrene gjenskapt.

Nukleotider kan også genereres, som er de grunnleggende blokker av genetisk materiale: DNA (deoksyribonukleinsyre) og RNA (ribonukleinsyre).

Betydning

Eksperimentet klarte å eksperimentelt verifisere utseendet til organiske molekyler og foreslår et ganske attraktivt scenario for å forklare livets mulige opprinnelse.

Imidlertid opprettes et iboende dilemma, siden DNA -molekylet er nødvendig for protein og RNA. Husk at den sentrale dogmen av biologi foreslår at DNA blir transkribert til RNA og dette er transkribert til proteiner (unntak fra dette forutsetningen er kjent, for eksempel retrovirus).

Så hvordan dannes disse biomolekylene fra monomerer (aminosyrer og nukleotider) uten tilstedeværelse av DNA?

Heldigvis klarte oppdagelsen av ribzymene å avklare dette tilsynelatende paradokset. Disse molekylene er katalytisk RNA. Dette løser problemet, siden det samme molekylet kan katalysere og bære genetisk informasjon. Det er grunnen til at det er hypotesen om verden av primitivt RNA.

Det samme RNA kan gjenskape seg selv og delta i proteindannelse. DNAet kunne komme sekundært og bli valgt som et molekyl av arven over RNA.

Dette faktum kan skje av flere grunner, hovedsakelig fordi DNA er mindre reaktiv og mer stabilt enn RNA.

Konklusjoner

Hovedkonklusjonen av denne eksperimentelle utformingen kan oppsummeres med følgende uttalelse: komplekse organiske molekyler kan ha sitt opphav fra enklere uorganiske molekyler, hvis de blir utsatt for forholdene til den påståtte primitive atmosfæren som høye spenninger, ultrafiolett stråling og lav og lav oksygeninnhold.

I tillegg ble det funnet noen uorganiske molekyler som er ideelle kandidater for dannelse av visse aminosyrer og nukleotider.

Eksperimentet lar oss observere hvordan opprettelsen av blokkene i levende organismer kan være, forutsatt at det primitive miljøet tilpasning til de beskrevne konklusjonene.

Det er veldig sannsynlig at verden før livets utseende vil ha flere tall og komplekse komponenter enn de som brukes av Miller.

Selv om det ser ut til å være usannsynlig å foreslå livets opprinnelse basert på så enkle molekyler, kan Miller sjekke det med et subtilt og genialt eksperiment.

Kritikk av eksperimentet

Det er fremdeles debatter og kontroverser om resultatene av dette eksperimentet og hvordan de første cellene oppsto.

Det antas for øyeblikket at komponentene som Miller bruker for å danne den primitive atmosfæren ikke samsvarer med virkeligheten av det samme. En mer moderne visjon gir vulkaner en viktig rolle og foreslår at gassene som disse strukturene produserer.

Et sentralt punkt i Millers eksperiment har også blitt stilt spørsmål ved. Noen forskere tror at atmosfæren hadde liten innvirkning på opprettelsen av levende organismer.