ניסוי של מילר ואורי במה שהוא עקבי, חשיבות ומסקנות

ה ניסוי מילר ואורי הוא מורכב בייצור של מולקולות אורגניות תוך שימוש במולקולות אי-אורגניות פשוטות כחומר המוצא בתנאים מסוימים. מטרת הניסוי הייתה ליצור מחדש את התנאים הקדומים של כדור הארץ.

הכוונה של בילוי זה היה לאמת את המקור האפשרי של biomolecules. ואכן, הסימולציה השיגה את ייצור המולקולות - כמו חומצות אמינו וחומצות גרעין - חיוניות לאורגניזמים חיים.

אינדקס

• 1 לפני מילר ואורי: פרספקטיבה היסטורית
• 2 מה זה מורכב??
• 3 תוצאות
• 4 חשיבות
• 5 מסקנות
• 6 בקורת לניסוי
• 7 הפניות

לפני מילר ואורי: פרספקטיבה היסטורית

ההסבר למקור החיים תמיד היה נושא שנוי במחלוקת ומעוררת מחלוקת. בתקופת הרנסאנס האמינו שהחיים מקורם פתאום ומשום דבר. השערה זו נקראת דור ספונטני.

לאחר מכן, החשיבה הביקורתית של המדענים החלה לנבוט, וההשערה נמחקה. עם זאת, השאלה שהוצגה בהתחלה נותרה מפוזרת.

בשנות העשרים השתמשו מדענים באותה תקופה במונח "מרק ראשוני" לתיאור סביבה אוקיאנית היפותטית שבה מקור החיים.

הבעיה היתה בהצעה של מוצא לוגי של ביומולקולות המאפשרים חיים (פחמימות, חלבונים, ליפידים וחומצות גרעין) ממולקולות אי-אורגניות.

כבר בשנות ה -50, לפני ניסויים של מילר ואורי, קבוצה של מדענים הצליחו לסנתז חומצה פורמית מפחמן דו חמצני. תגלית מדהימה זו פורסמה במגזין היוקרתי מדע.

מה זה מורכב??

ב -1952, סטנלי מילר והרולד אורי פיתחו פרוטוקול ניסיוני כדי לדמות סביבה פרימיטיבית במערכת משוכללת של צינורות זכוכית ואלקטרודות שנבנו על ידי עצמן..

המערכת נוצרה מבקבוק עם מים, מקבילה לאוקיאנוס הפרימיטיבי. מחובר בקבוק זה היה עוד אחד עם מרכיבים של הסביבה פרביוטית כביכול.

מילר ואורי השתמשו בפרופורציות הבאות כדי ליצור אותו מחדש: 200 מ"מ כספית של מתאן (CH₄), 100 מ"מ כספית של מימן (H₂), 200 מ"מ כספית של אמוניה (NH₃) ו 200 מ"ל מים (H₂O).

למערכת היה גם קונדנסר, שתפקידו היה לקרר את הגזים כמו שהגשם היה עושה בדרך כלל. כמו כן, הם שילבו שתי אלקטרודות המסוגלות לייצר מתח גבוה, במטרה ליצור מולקולות תגובתי מאוד, שהניעו את היווצרותן של מולקולות מורכבות.

ניצוצות אלה ביקשו לדמות את הקרניים האפשריות ואת הברקים של הסביבה הפרה-ביוטית. המכשיר הסתיים בחלק בצורת "U" שמנע את תנועת האדים בכיוון ההפוך.

הניסוי קיבל זעזועים חשמליים במשך שבוע, באותו זמן שבו המים התחממו. תהליך החימום מדמה אנרגיה סולארית.

תוצאות

בימים הראשונים תערובת של הניסוי היה נקי לחלוטין. במשך היום, התערובת החלה להפוך צבע אדמדם. בסוף הניסוי, הנוזל הזה קיבל צבע אדום עז כמעט חום וצמיגותו גדלה במידה ניכרת.

הניסוי השיג את מטרתו העיקרית ומולקולות אורגניות מורכבות נוצרו ממרכיבים היפותטיים של האווירה הפרימיטיבית (מתאן, אמוניה, מימן ואדי מים).

החוקרים הצליחו לזהות עקבות של חומצות אמינו, כגון גליצין, אלנין, חומצה אספרטית וחומצה אמינית-בוטירית, שהם המרכיבים העיקריים של החלבונים.

הצלחת הניסוי תרמה לחוקרים אחרים הממשיכים לחקור את מקורם של מולקולות אורגניות. על ידי הוספת שינויים בפרוטוקול מילר ואורי, הצלחנו לשחזר את עשרים חומצות האמינו הידועות.

כמו כן ניתן לייצר נוקליאוטידים, שהם אבני היסוד של החומר הגנטי: DNA (חומצה דו-חמצית-גרעינית) ו- RNA (חומצה ריבונוקלאית).

משמעות

הניסוי הוכיח בניסוי את הופעתן של מולקולות אורגניות, ומציע תרחיש אטרקטיבי למדי שיסביר את מקור החיים האפשרי.

עם זאת, דילמה מובנית נוצרת, שכן מולקולת הדנ"א הוא הכרחי לסינתזה של חלבונים RNA. נזכיר כי הדוגמה המרכזית של הביולוגיה מציעה כי הדנ"א מועתק ל- RNA וזו תועבה לחלבונים (חריגים ידועים בהנחה זו, כגון רטרווירוסים).

אז, איך הם biomolecules אלה נוצרו מונומרים שלהם (חומצות אמינו ונוקליאוטידים) ללא נוכחות של DNA?

למרבה המזל, גילוי של ribozymes הצליח להבהיר את הפרדוקס לכאורה. מולקולות אלה הן RNA קטליטי. זה פותר את הבעיה מאז מולקולה אותו יכול לזרז ולבצע מידע גנטי. לכן יש את ההשערה פרימיטיבית בעולם RNA.

אותו רנ"א יכול לשכפל את עצמו ולהשתתף בהיווצרות חלבונים. דנ"א יכול לבוא שנית ולהיבחר כמולקולה של ירושה על רנ"א.

זה יכול לקרות מכמה סיבות, בעיקר בגלל הדנ"א הוא פחות תגובתי ויציב יותר מאשר RNA.

מסקנות

המסקנה העיקרית מן העיצוב הניסיוני הזה ניתן לסכם עם ההצהרה הבאה: מולקולות אורגניות מורכבות ייתכן שמקורה מולקולות אורגניות פשוטות, אם הם נחשפים לתנאים של האווירה הפרימיטיבית אמורות כפי במתחים גבוהים, קרינה אולטרה סגולה ונמוכים תוכן חמצן.

בנוסף, נמצאו כמה מולקולות אנאורגניות שהן מועמדים אידיאליים להיווצרות חומצות אמינו מסוימות ונוקליאוטידים.

הניסוי מאפשר לנו לבחון כיצד ניתן היה ליצור את גושי האורגניזמים החיים, בהנחה שהסביבה הפרימיטיבית עומדת במסקנות המתוארות..

זה מאוד סביר כי העולם לפני הופעת החיים היו רכיבים יותר מספרים מורכבים מאלה המשמשים מילר.

למרות שזה נראה בלתי סביר להציע את מקור החיים המבוססים על מולקולות פשוטות כאלה, מילר יכול להוכיח את זה עם ניסוי עדין גאוני.

מבקרים לניסוי

יש עדיין ויכוחים מחלוקות על תוצאות הניסוי הזה וכיצד התאים הראשונים שמקורם.

כיום מאמינים כי המרכיבים שמילר השתמש בהם כדי ליצור את האווירה הפרימיטיבית אינם תואמים את המציאות של זה. חזון מודרני יותר נותן הרי געש תפקיד חשוב ומציע כי גזים כי מבנים אלה לייצר מינרלים.

נקודה מרכזית בניסוי של מילר נחקרה גם היא. כמה חוקרים סבורים כי לאווירה היתה השפעה מועטה על יצירת אורגניזמים חיים.

הפניות

1. Bada, J. L., & Cleaves, H.J (2015). AB סימולציות AB ו ניסוי מילר סינתזה מילר. ההליכים של האקדמיה הלאומית למדעים, 112(4), E342-E342.
2. קמפבל, נ 'א. (2001). ביולוגיה: מושגים ומערכות יחסים. חינוך פירסון.
3. קופר, ג 'י, סורמן, א' ג 'יי, מק' יבר, ג ', קולון סנטוס, ש.מ., גרומסקי, P.S., Buchwald, S., ... & Cronin, L. (2017). מילר-אוריי ניסויי פריקה של ניצוצות בעולם הדאוטריום. אנגוונדט צ'מי, 129(28), 8191-8194.
4. פרקר, א ', קלייבס, י' ה ', ברטון, א.ס., גלאבין, ד. פ., דבורקין, ג'.פ., ג'ואו, מ., ... פרננדס, פ"מ (2014). ביצוע ניסויים של מילר-אורי. כתב העת של ניסויים חזותיים: JoVE, (83).
5. Sadava, D., & Purves, W. H. (2009). החיים: מדע הביולוגיה. אד פנמריקנה מדיקל.