Protobionts ursprung och egenskaper



den protobionts de är biologiska komplex som enligt vissa hypoteser relaterade till livets ursprung, föregick cellerna. Enligt Oparín är dessa molekylära aggregat omgivna av ett semipermeabelt lipidmembran eller en struktur som liknar denna..

Dessa biotiska molekylära aggregat skulle kunna ge en enkel reproduktion och en metabolism som lyckades upprätthålla den kemiska sammansättningen av insidan av membranet, som skiljer sig från dess yttre miljö.

Några experiment som utförs i laboratoriet av olika forskare har visat att protobioner kan bilda spontant med hjälp av organiska föreningar som skapats från abiotiska molekyler som strukturella block..

Exempel på dessa experiment är bildningen av liposomer, vilka är aggregeringar av små droppar omgivna av membran. Dessa kan bildas när lipider tillsätts till vatten. Det uppträder också när andra typer av organiska molekyler tillsätts.

Jag kan hända att liposomliknande droppar bildade i dammar av prebiotiska tider och dessa införlivade slumpmässigt några aminosyrapolymerer.

Om polymererna gjorde vissa organiska molekyler permeabla mot membranet, skulle det vara möjligt att inkorporera nämnda molekyler selektivt.

index

  • 1 Egenskaper och egenskaper
    • 1.1 Semipermeabla membran
    • 1.2 Excitability
  • 2 Ursprung
    • 2.1 Oparin och Haldane hypotesen
    • 2.2 Miller och Urey-experimentet
  • 3 Genetiskt material av protobionter
    • 3.1 Världen av RNA
    • 3.2 Utseende av DNA
  • 4 referenser

Egenskaper och egenskaper

De förmodade protobjonterna skulle kunna bildas av hydrofoba molekyler som organiserades i form av ett dubbelskikt (två skikt) på ytan av en droppe och påminde de lipidmembran som finns närvarande i de nuvarande cellerna.

Semipermeabla membran

Eftersom strukturen är selektivt permeabel kan liposomen svälla eller deflata beroende på koncentrationen av lösta ämnen i mediet.

Det vill säga om liposomen utsätts för en hypoton medium (koncentration inuti cellen är större), kommer in i vattnet strukturen, liposomen svullnad. I motsats till detta, om mediet är hypertoniskt (koncentrationen av cellen är lägre), rör sig vattnet till omgivningen.

Denna egenskap är inte unik för liposomer, den kan också appliceras på en organisms nuvarande celler. Till exempel, om de röda blodkropparna utsätts för ett hypotonmedium kan de explodera.

retbarhet

Liposomer kan lagra energi i form av en membranpotential, som består av en spänning över ytan. Strukturen kan ladda ur spänningen på ett sätt som påminner om processen som inträffar i neuronsystemet i nervsystemet. 

Liposomer har flera egenskaper hos levande organismer. Det är emellertid inte detsamma som att liposomer är levande.

källa

Det finns en mängd olika hypoteser som försöker förklara livets ursprung och utveckling i en prebiotisk miljö. Nedan kommer vi att beskriva de mest enastående postulaten som diskuterar protobionts ursprung:

Hypotes av Oparin och Haldane

Hypotesen om biokemisk utveckling föreslogs av Alexander Oparin 1924 och av John D. S. Haldane 1928.

Detta postulat förutsätter att den prebiotiska atmosfären saknade syre, men reducerades kraftigt, med stora mängder väte som ledde till bildandet av organiska föreningar tack vare närvaron av energikällor.

Enligt denna hypotes, då jordens avkylning inträffade, kondenserade ångan av vulkanutbrott, som utfälldes som starka och konstanta regnar. När vattnet föll drabades mineralsalter och andra föreningar, vilket gav upphov till den berömda primordiala soppen eller näringsrika buljongen.

I denna hypotetiska miljö kan stora molekylära komplex som kallas prebiotiska föreningar, som härrör från alltmer komplexa cellulära system, bildas. Oparin kallade dessa strukturer protobiontes.

När protobionterna ökade deras komplexitet förvärvade de nya möjligheter att överföra genetisk information, och Oparin gav namnet eubiontes till dessa mer avancerade former..

Miller och Urey-experimentet

1953, efter postulaten av Oparin, utvecklade forskare Stanley L. Miller och Harold C. Urey en serie experiment för att verifiera bildandet av organiska föreningar från enkla oorganiska material.

Miller och Urey lyckades skapa en experimentell design som simulerade prebiotiska miljöer med de villkor som Oparin föreslog i liten skala, bland annat att få en serie föreningar som aminosyror, fettsyror, myrsyra, urea..

Genetiskt material av protobionterna

RNA världen

Enligt hypotesen av nuvarande molekylärbiologer, protobionts genom RNA-molekyler, i stället för DNA-molekyler, så att de kan replikera och lagra information.

Förutom att ha en grundläggande roll i proteinsyntes kan RNA också bete sig som ett enzym och genomföra katalytreaktioner. På grund av denna egenskap är RNA en indikerad kandidat för att vara det första genetiska materialet i protobjoner.

RNA-molekyler som kan utföra katalys kallas ribozymer och kan göra kopior med komplementära sekvenser av korta sträckor av RNA och förmedla processen av splitsning, eliminerar delar av sekvensen.

En protobiont som hade en katalytisk RNA-molekyl inuti den varierade från sina motsvarigheter som saknade den molekylen.

Om protobiont kunde växa, dela och överföra RNA till sin avkomma, bearbetar Darwinian naturligt urval kan tillämpas på detta system, och protobionts med RNA-molekyler öka sin frekvens i populationen.

Fastän utseendet på detta protobion kan vara mycket osannolikt är det nödvändigt att komma ihåg att det kunde ha funnits miljontals protobjoner i kroppens vatten av den primitiva jorden.

Utseende av DNA

DNA är en mycket stabilare dubbelsträngad molekyl, jämfört med RNA-molekylen, som är ömtålig och replikerar felaktigt. Denna egenskap av noggrannhet när det gäller replikering blev mer nödvändig, eftersom protoplanets genomer ökade i storlek.

Vid Princeton University föreslår forskare Freeman Dyson att DNA-molekyler kan ha varit korta strukturer, assisterade i deras replikation av slumpmässiga aminosyrapolymerer med katalytiska egenskaper.

Denna tidiga replikering kan inträffa inom protobionter som hade lagrat stora mängder organiska monomerer.

Efter DNA-molekylens utseende kunde RNA börja spela sina nuvarande roller som förmedlare av översättning, vilket skapar "DNA-världen".

referenser

  1. Altstein, A. D. (2015). Progenhypotesen: Nukleoproteinvärlden och hur livet började. Biologi Direkt, 10, 67.
  2. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, B.E. (2003). Biologi: Livet på jorden. Pearson utbildning.
  3. Campbell, A. N., & Reece, J. B. (2005). biologi. Editorial Panamericana Medical.
  4. Gama, M. (2007). Biologi 1: En konstruktivistisk metod. Pearson Education.
  5. Schrum, J.P., Zhu, T. F., & Szostak, J.W. (2010). Uppkomsten av cellulärt liv. Cold Spring Harbor perspektiv inom biologi, a002212.
  6. Stano, P., & Mavelli, F. (2015). Protocells Modeller i livets ursprung och syntetisk biologi. Life, 5(4), 1700-1702.