Protobiontes

Protobiontesene er en type lipid abiotiske strukturer som gikk foran de første cellene

Hva er protobionene?

De Protobiontes o protokamples er biologiske komplekser som i henhold til noen hypoteser relatert til livets opprinnelse, foregående celler. I følge den russiske biokjemikeren Aleksander Oparin (1894-1980) er dette molekylære aggregater omgitt av en semipermeabel lipidmembran eller en struktur som ligner på denne.

Disse biotiske molekylære aggregatene var i stand til.

Noen eksperimenter utført i laboratoriet av forskjellige forskere, har avslørt at protobiontes kan dannes spontant ved bruk av strukturelle blokker de organiske forbindelsene som er skapt fra abiotiske molekyler.

Eksempler på disse eksperimentene er dannelse av liposomer, som er aggregasjoner av små dråper omgitt av membraner. Disse kan dannes når lipider tilsettes vannet. Det oppstår også når andre typer organiske molekyler tilsettes.

Det kan skje at liposomos -lignende dråper ble dannet i dammer av prebiotiske tider og tilfeldig innarbeidet noen aminosyrepolymerer.

I et slikt tilfelle at polymerer gjorde membranen permeabel for visse organiske molekyler, ville disse molekylene bli inkorporert selektivt.

Egenskaper og egenskaper ved protobiontene

De antatte protobiontene kunne dannes fra hydrofobe molekyler som ble organisert i Bilay -formede (to lag) på overflaten av en dråpe, og husket lipidmembranene som er til stede i de nåværende cellene.

Semipermeable membraner

Siden strukturen er selektiv gjennomtrengelig, kan liposom svelle eller kvitte seg med avhengig av konsentrasjonen av middels oppløsninger.

Det vil si at hvis liposomet blir utsatt for et hypotonisk medium (konsentrasjonen inne i cellen er høyere), kommer vannet inn i strukturen, og svulmer liposomet. I kontrast, hvis mediet er hypertonisk (konsentrasjonen av cellen er lavere), beveger vannet seg mot det ytre miljøet.

Det kan tjene deg: Timolphthalein: Kjennetegn, forberedelser og applikasjoner

Denne egenskapen er ikke unik for liposomer, den kan også brukes på de nåværende cellene i en organisme. For eksempel, hvis røde blodlegemer blir utsatt for et hypotonisk medium, kan de eksplodere.

Eksitabilitet

Liposomer kan lagre energi i form av membranpotensial, som består av en spenning gjennom overflaten. Strukturen kan laste ned spenningen på en måte som minner om prosessen som oppstår i nervesystemets nevronceller. 

Liposomer presenterer flere kjennetegn ved levende organismer. Det er imidlertid ikke det samme som å si at liposomer er i live.

Opprinnelse til protobiontes

Det er et bredt mangfold av hypotese som søker å forklare livets opprinnelse og utvikling i et prebiotisk miljø. De mest fremragende postulatene vil bli beskrevet nedenfor som diskuterer opprinnelsen til protobionene:

Oparin og Haldane hypotese

Hypotesen om biokjemisk evolusjon ble foreslått av Alexander Oparin i 1924 og av John D. S. Haldane (1892-1984) i 1928.

Dette postulatet forutsetter at den prebiotiske atmosfæren manglet oksygen, men var sterkt reduktiv, med store mengder hydrogen som ga opphav til dannelse av organiske forbindelser takket være tilstedeværelsen av energikilder.

I henhold til denne hypotesen, som jordens avkjøling, ble dampen til de vulkaniske utbruddene, som utløste som sterk og konstant regn kondensert. Da vannet falt, dro det mineralsalter og andre forbindelser, og ga opphav til den berømte originale suppen eller ernæringsbuljongen.

I dette hypotetiske miljøet kan det dannes store molekylære komplekser som kalles prebiotiske forbindelser, noe som forårsaket stadig mer komplekse cellulære systemer. Oparin kalte disse protobionene.

Kan tjene deg: Monera Kingdom

Da protobiontesene økte kompleksiteten, skaffet de seg nye kapasiteter for å overføre genetisk informasjon, og Oparin ga navnet på eubiontes til disse mer avanserte formene.

Miller og Urey eksperiment

I 1953, etter Oparins postulater, stanley l. Miller (1930-2007) og Harold C. Urey (1893-1981) utviklet en serie eksperimenter for å sjekke dannelsen av organiske forbindelser basert på enkle uorganiske materialer.

Miller og Urey klarte å lage en eksperimentell design som simulerte prebiotiske miljøer med forholdene som ble foreslått av små -skala oparin, og oppnådde en serie forbindelser som aminosyrer, fettsyrer, maursyre, urea, blant andre.

Genetisk materiale av protobionter

RNA -verden

I henhold til hypotesen om nåværende molekylære biologer bar protobionter RNA -molekyler, i stedet for DNA -molekyler, noe som gjorde at de kunne gjenskape og lagre informasjon.

I tillegg til å ha en grunnleggende rolle i proteinsyntese, kan RNA også oppføre seg som et enzym og utføre katalysereaksjoner. På grunn av denne karakteristikken er RNA en kandidat som er indikert å være det første genetiske materialet i protobionter.

RNA -molekyler som er i stand til å forårsake katalyse kalles ribzymer og kan forberede kopier med komplementære sekvenser av korte RNA -seksjoner og formidle prosessen med Spleising, Eliminere sekvenssekvenser.

En protobionte som presenterte et katalytisk RNA -molekyl varierte fra kollegene som manglet nevnte molekyl.

I tilfelle protobionen kan vokse, dele og overføre RNA til avkommet, kan darwinistiske naturlige seleksjonsprosesser brukes på dette systemet, og protobionte med RNA -molekyler vil øke frekvensen i populasjonen i befolkningen.

Det kan tjene deg: Bentoniske Oganismer: Hva er, egenskaper, ernæring, eksempler

Selv om utseendet til denne protobionten kan være svært usannsynlig, er det nødvendig å huske at det kunne ha vært millioner av protobionte i vannforekomstene på den primitive jorden.

DNA -utseende

DNA er et mye mer stabilt to -tidsmolekyl, sammenlignet med RNA -molekylet, som er skjørt og er unøyaktig unøyaktig. Denne nøyaktighetsegenskapen når det gjelder replikasjon begynte å være mer nødvendige ettersom genomene til protobionter økte i størrelse.

Ved Princeton University foreslår forsker Freeman Dyson (1923-2020) at DNA-molekyler kunne ha vært korte strukturer, assistert i replikasjonen deres av tilfeldige aminosyrepolymerer med katalytiske egenskaper med katalytiske egenskaper.

Denne tidlige replikasjonen kan oppstå inne i protobiontene som hadde lagret høye mengder organiske monomerer.

Etter utseendet til DNA -molekylet kunne RNA begynne å spille sine nåværende papirer som en mellomledd av oversettelsen, og dermed skape "DNAs verden" ".

Referanser

1. Altstein, a. D. (2015). Progenhypotesen: nukleoproteinverdenen og hvordan livet begynte. Biologi direkte, 10, 67.
2. AUDESIRK, T., AUDESIRK, g., & Byers, B. OG. (2003). Biologi: Livet på jorden. Pearson Education.
3. Campbell, a. N., & Reece, J. B. (2005). biologi. Pan -American Medical Editorial.
4. Rekkevidde, m. (2007). Biologi 1: En konstruktivistisk tilnærming. Pearson Education.
5. Schrum, J. P., Zhu, t. F., & Szostak, J. W. (2010). Opprinnelsen til cellulært liv. Kald vårhavnperspektiver i biologi, A002212.
6. Stano, s., & Mavelli, f. (2015). Protocells modeller i opprinnelse av liv og syntetisk biologi. Liv, 5(4), 1700-1702.