Eksperimen Miller dan Urey Dalam Apa Ia Terdiri, Kepentingan dan Kesimpulan



The Eksperimen Miller dan Urey ia terdiri daripada pengeluaran molekul organik menggunakan molekul anorganik yang lebih mudah sebagai bahan permulaan dalam keadaan tertentu. Objektif eksperimen ini adalah untuk mencipta semula keadaan leluhur planet Bumi.

Tujuan rekreasi ini adalah untuk mengesahkan asal-usul biomolekul yang mungkin. Sesungguhnya simulasi itu menghasilkan penghasilan molekul - seperti asid amino dan asid nukleik - penting untuk organisma hidup.

Indeks

  • 1 Sebelum Miller dan Urey: perspektif sejarah
  • 2 Apa itu terdiri daripada??
  • 3 Keputusan
  • 4 Kepentingan
  • 5 Kesimpulan
  • 6 Kritikan terhadap eksperimen
  • 7 Rujukan

Sebelum Miller dan Urey: perspektif sejarah

Penjelasan asal-usul kehidupan selalu menjadi topik yang sangat diperdebatkan dan kontroversi. Semasa zaman Renaisans, ia dipercayai bahawa kehidupan berasal tiba-tiba dan dari apa-apa. Hipotesis ini dikenali sebagai generasi spontan.

Selepas itu, pemikiran kritikal saintis mula berkecambah dan hipotesis dibuang. Walau bagaimanapun, persoalan yang ditimbulkan pada mulanya masih tersebar.

Pada tahun 1920-an, saintis pada masa itu menggunakan istilah "sup primordial" untuk menggambarkan persekitaran lautan hypothetical di mana kehidupan mungkin berasal.

Masalahnya adalah untuk mencadangkan asal-usul logik biomolekul yang menjadikan kehidupan mungkin (karbohidrat, protein, lipid dan asid nukleik) dari molekul anorganik.

Telah berusia 50an, sebelum eksperimen Miller dan Urey, sekumpulan saintis berjaya mensintesis asid formik dari karbon dioksida. Penemuan hebat ini diterbitkan dalam majalah berprestij Sains.

Apakah yang dimaksudkan??

Menjelang 1952, Stanley Miller dan Harold Urey merancang protokol percubaan untuk mensimulasikan persekitaran primitif dalam sistem yang bijak bagi tiub kaca dan elektrod yang dibina sendiri..

Sistem ini terbentuk daripada sebotol dengan air, sama dengan lautan primitif. Disambungkan kepada kelalang itu adalah satu lagi dengan komponen persekitaran prebiotik sepatutnya.

Miller dan Urey menggunakan perkadaran berikut untuk mencipta semula: 200 mmHg metana (CH4), 100 mmHg hidrogen (H2), 200 mmHg ammonia (NH3) dan 200 ml air (H2O).

Sistem ini juga mempunyai kondensor, yang tugasnya adalah untuk menyejukkan gas seperti hujan biasanya dilakukan. Begitu juga, mereka menyatukan dua elektrod yang mampu menghasilkan voltan tinggi, dengan matlamat mewujudkan molekul yang sangat reaktif yang menimbulkan pembentukan molekul kompleks.

Percikan ini berusaha mensimulasikan sinaran dan kilat persekitaran prebiotik. Peranti itu berakhir dengan bahagian berbentuk "U" yang menghalang stim perjalanan ke arah yang bertentangan.

Eksperimen itu menerima kejutan elektrik selama seminggu, pada masa yang sama dengan air yang panas. Proses pemanasan simulasi tenaga suria.

Keputusan

Hari pertama campuran eksperimen itu benar-benar bersih. Sepanjang hari, campuran mula berubah menjadi warna kemerah-merahan. Pada akhir eksperimen cecair ini mengambil warna merah yang sengit hampir coklat dan kelikatannya meningkat dengan ketara.

Eksperimen ini mencapai matlamat utama dan molekul organik kompleks dihasilkan dari komponen hipotetikal atmosfer primitif (metana, ammonia, hidrogen dan wap air).

Para penyelidik dapat mengesan kesan asid amino, seperti glisin, alanin, asid aspartik dan asid amino-n-butyric, yang merupakan komponen utama protein.

Kejayaan percubaan ini menyumbang kepada para penyelidik yang terus menerus menjelajahi asal-usul molekul organik. Dengan menambah pengubahsuaian kepada protokol Miller dan Urey, kami berjaya mencipta semula dua puluh asid amino yang dikenali.

Ia juga mungkin menghasilkan nukleotida, yang merupakan blok bangunan asas bagi bahan genetik: DNA (asid deoksiribonukleat) dan RNA (asid ribonukleik).

Kepentingan

Eksperimen membuktikan eksperimen penampilan molekul organik dan mencadangkan senario yang agak menarik untuk menerangkan asal hidup yang mungkin.

Walau bagaimanapun, dilema yang wujud dicipta, kerana molekul DNA diperlukan untuk sintesis protein dan RNA. Ingatlah bahawa dogma pusat biologi mencadangkan bahawa DNA ditranskripsikan kepada RNA dan ini ditranskripsikan ke dalam protein (pengecualian diketahui premis ini, seperti retrovirus).

Jadi, bagaimanakah biomolekul ini terbentuk dari monomer mereka (asid amino dan nukleotida) tanpa kehadiran DNA?

Nasib baik, penemuan ribozim itu berjaya menjelaskan paradoks yang jelas ini. Molekul ini adalah RNA pemangkin. Ini menyelesaikan masalah kerana molekul yang sama dapat memangkin dan membawa maklumat genetik. Itulah sebabnya terdapat hipotesis dunia RNA primitif.

RNA yang sama boleh meniru dirinya dan mengambil bahagian dalam pembentukan protein. DNA boleh datang kedua dan dipilih sebagai molekul warisan pada RNA.

Ini boleh berlaku kerana beberapa sebab, terutamanya kerana DNA kurang reaktif dan lebih stabil daripada RNA.

Kesimpulan

Kesimpulan utama dari reka bentuk eksperimen ini boleh dirumuskan dengan kenyataan berikut: molekul organik yang kompleks mungkin berasal daripada molekul organik mudah, jika mereka terdedah kepada keadaan atmosfera primitif yang dikatakan sebagai voltan tinggi, radiasi ultraviolet dan rendah kandungan oksigen.

Di samping itu, beberapa molekul bukan organik didapati sebagai calon ideal untuk pembentukan asid amino tertentu dan nukleotida.

Percubaan ini membolehkan kita melihat bagaimana penciptaan blok organisma hidup boleh, dengan asumsi bahawa persekitaran primitif sesuai dengan kesimpulan yang dijelaskan..

Ia sangat mungkin bahawa dunia sebelum kemunculan hidup mempunyai komponen lebih banyak dan kompleks daripada yang digunakan oleh Miller.

Walaupun kelihatannya tidak masuk akal untuk mencadangkan asal-usul hidup berdasarkan molekul mudah seperti itu, Miller dapat membuktikannya dengan eksperimen yang halus dan cerdik.

Pengkritik ke eksperimen

Masih terdapat perdebatan dan kontroversi mengenai hasil eksperimen ini dan bagaimana sel-sel pertama berasal.

Pada masa ini ia dipercayai bahawa komponen yang digunakan Miller untuk membentuk atmosfer primitif tidak sesuai dengan realiti itu. Wawasan yang lebih moden memberikan gunung berapi sebagai peranan penting dan mencadangkan bahawa gas yang menghasilkan struktur mineral.

Satu punca utama eksperimen Miller juga telah dipersoalkan. Sesetengah penyelidik berpendapat bahawa atmosfera mempunyai sedikit impak terhadap penciptaan organisma hidup.

Rujukan

  1. Bada, J. L., & Cleaves, H. J. (2015). Simulasi ab initio dan eksperimen sintesis Miller prebiotic. Prosiding Akademi Sains Kebangsaan, 112(4), E342-E342.
  2. Campbell, N. A. (2001). Biologi: Konsep dan hubungan. Pendidikan Pearson.
  3. Cooper, G.J., Surman, A.J., McIver, J., Colon-Santos, S.M., Gromski, P.S., Buchwald, S., ... & Cronin, L. (2017). Percubaan Percubaan Miller-Urey di Deuterium World. Angewandte Chemie, 129(28), 8191-8194.
  4. Parker, E. T., Cleaves, H. J., Burton, A. S., Glavin, D.P., Dworkin, J. P., Zhou, M., ... & Fernández, F. M. (2014). Mengendalikan eksperimen Miller-Urey. Jurnal eksperimen visualisasi: Jove, (83).
  5. Sadava, D., & Purves, W. H. (2009). Kehidupan: Sains biologi. Ed. Panamericana Medical.