Begrebet præbiotisk udvikling henviser til rækken af hypotetiske scenarier, der søger at forklare oprindelsen af liv startende fra ikke-levende stof i et miljø under primitive forhold.
Det er blevet hævdet, at betingelserne for den primitive atmosfære var stærkt reducerende, hvilket favoriserede dannelsen af organiske molekyler, såsom aminosyrer og peptider, som er byggestenene til proteiner; og puriner og pyrimidiner, som danner nukleinsyrer - DNA og RNA.
Artikelindeks
At forestille sig, hvordan de første livsformer opstod på Jorden, kan være et udfordrende - og endda næsten umuligt - spørgsmål, hvis vi ikke placerer os i det rigtige primitive miljø..
Således er nøglen til at forstå livet fra abiotiske molekyler suspenderet i den berømte "primitive suppe" atmosfæren i det fjerne miljø..
Selv om der ikke er enighed om atmosfærens kemiske sammensætning, da hypoteserne spænder fra reducerende sammensætninger (CH4 + Nto, NH3 + HtoEnten eller COto + Hto + Nto) Til mere neutrale miljøer (med kun COto + Nto + HtoELLER).
Det er almindeligt accepteret, at atmosfæren manglede ilt (dette element øgede sin koncentration markant med livets ankomst). Til effektiv syntese af aminosyrer, puriner, pyrimidiner og sukkerarter er tilstedeværelsen af et reducerende miljø nødvendigt..
Hvis den aktuelle atmosfære på det tidspunkt ikke havde disse præbiotiske kemiske forhold, måtte de organiske forbindelser stamme fra støvpartikler eller andre rumlegemer såsom meteoritter..
Der er flere hypoteser i forhold til det fysiske rum på Jorden, der tillod udviklingen af de første biomolekyler og replikatorer.
En teori, der har fået en markant følge i den oprindelige dannelse af biomolekyler i hydrotermiske ventilationskanaler i havet. Andre forfattere finder det imidlertid usandsynligt og miskrediterer disse regioner som vigtige stoffer i præbiotisk syntese..
Teorien foreslår, at kemisk syntese fandt sted gennem passage af vand inden for en termgradient fra 350 ° C til 2 ° C.
Problemet med denne hypotese opstår, fordi organiske forbindelser nedbrydes ved høje temperaturer (350 ° C) i stedet for at blive syntetiseret, hvilket antyder mindre ekstreme miljøer. Så hypotesen har mistet støtte.
For at udføre en undersøgelse relateret til præbiotisk udvikling er det nødvendigt at besvare en række spørgsmål, der giver os mulighed for at forstå fremkomsten af liv.
Vi må spørge os selv, hvilken slags katalytisk proces, der favoriserede livets oprindelse, og hvor den energi, der favoriserede de første reaktioner, blev taget fra. Når vi besvarer disse spørgsmål, kan vi gå videre og spørge os selv, om de første molekyler, der blev vist, var membraner, replikatorer eller metabolitter..
Nedenfor vil vi besvare hvert af disse spørgsmål for at opnå en forståelse af en mulig oprindelse af livet i et præbiotisk miljø..
Livet, som vi kender det i dag, kræver en række "moderate forhold" for at udvikle sig. Vi ved, at de fleste organiske væsener findes, hvor temperatur, fugtighed og pH er fysiologisk acceptabelt - med undtagelse af de ekstremofile organismer, som som navnet antyder lever i ekstreme miljøer..
En af de mest relevante egenskaber ved levende systemer er katalysatorernes allestedsnærværende. Levende væseners kemiske reaktioner er katalyseret af enzymer: komplekse molekyler af protein-art, der øger reaktionshastigheden med flere størrelsesordener.
De første levende væsener må have haft et analogt system, sandsynligvis ribozymer. I litteraturen er der et åbent spørgsmål om, hvorvidt præbiotisk udvikling kunne have fundet sted uden katalyse.
Ifølge beviserne ville biologisk udvikling i fravær af en katalysator have været meget usandsynlig - da reaktionerne ville have taget monumentale tidsintervaller at forekomme. Derfor postuleres eksistensen af dem i de første faser af livet..
Energien til den præbiotiske syntese måtte fremstå et eller andet sted. Det foreslås, at visse uorganiske molekyler, såsom polyphosphater og thioestere, kunne have spillet en vigtig rolle i produktionen af energi til reaktioner - i tider før eksistensen af den berømte energi "valuta" af celler: ATP.
Energisk er replikering af molekylerne, der bærer den genetiske information, en meget dyr begivenhed. For en gennemsnitlig bakterie, som E coli, en enkelt replikeringshændelse kræver 1,7 * 1010 ATP-molekyler.
Takket være eksistensen af denne ekstraordinært høje figur er tilstedeværelsen af en energikilde en utvivlsom betingelse for at skabe et sandsynligt scenarie, hvor liv opstod..
Ligeledes kunne eksistensen af "redox" -reaktioner have bidraget til abiotisk syntese. Over tid kunne dette system blive vigtige elementer i transporten af elektroner i cellen, der er knyttet til energiproduktionen.
Der er tre grundlæggende komponenter i en celle: en membran, der afgrænser celleområdet og gør det til en diskret enhed; replikatorer, der gemmer information; og metaboliske reaktioner, der forekommer inden for dette system. Den funktionelle integration af disse tre komponenter giver anledning til en celle.
Derfor er det i lyset af evolutionen interessant at stille spørgsmålet om, hvilken af de tre der opstod først.
Membransyntese synes at være enkel, da lipider spontant danner vesikulære strukturer med evnen til at vokse og dele sig. Blæren tillader opbevaring af replikatorer og holder metabolitter koncentreret.
Nu fokuserer debatten på ledelsen af replikering versus stofskifte. De, der giver mere vægt på replikation, hævder, at ribozymer (RNA med katalytisk kraft) var i stand til at replikere sig selv, og takket være udseendet af mutationer kunne et nyt metabolisk system opstå.
Den modsatte opfattelse fremhæver vigtigheden af dannelsen af enkle molekyler - såsom de organiske syrer, der er til stede i tricarboxylsyrecyklussen - for forbrænding under moderate varmekilder. Fra dette perspektiv involverede de første trin i præbiotisk udvikling disse metabolitter.
Endnu ingen kommentarer