Protobiontes

Protobionty są rodzajem lipidowych struktur abiotycznych, które poprzedzały pierwsze komórki

Jakie są protobione?

Protobiontes O Protokaminy są kompleksami biologicznymi, które według niektórych hipotez związanych z pochodzeniem życia poprzedzone komórki. Według rosyjskiego biochemika Aleksandra Oparina (1894–1980), są to agregaty molekularne otoczone półprzepuszczalną błoną lipidową lub strukturą podobną do tego.

Te biotyczne agregaty molekularne były w stanie.

Niektóre eksperymenty przeprowadzone w laboratorium przez różnych badaczy ujawniły, że protobionty można tworzyć spontanicznie przy użyciu bloków strukturalnych związków organicznych utworzonych z cząsteczek abiotycznych.

Przykładami tych eksperymentów są tworzenie liposomów, które są agregacjami małych kropli otoczonych błonami. Można je uformować, gdy lipidy są dodawane do wody. Występuje również, gdy dodaje się inny rodzaj cząsteczek organicznych.

Może się zdarzyć, że krople podobne do liposomów powstały w stawach czasów prebiotycznych i losowo włączone niektóre polimery aminokwasowe.

W takim przypadku, że polimery sprawiły, że membrana przepuszczała dla niektórych cząsteczek organicznych, cząsteczki te zostaną selektywnie włączone.

Właściwości i cechy protobionów

Domniemane protobionty można było uformować z cząsteczek hydrofobowych, które zostały zorganizowane w kształcie dwulicowych (dwie warstwy) na powierzchni kropli, pamiętając błony lipidowe obecne w obecnych komórkach.

Półprzepuszczalne błony

Ponieważ struktura jest selektywnie przepuszczalna, liposoma może puchnąć lub pozbyć się w zależności od stężenia średnich substancji rozpuszczonych.

To znaczy, jeśli liposom jest narażony na podłoże hipotoniczne (stężenie wewnątrz komórki jest wyższe), woda wchodzi do struktury, puchnąca liposom. W przeciwieństwie do tego, jeśli pożywka jest hipertoniczna (stężenie komórki jest niższe), woda porusza się w kierunku środowiska zewnętrznego.

Może ci służyć: Timolphtalein: Charakterystyka, przygotowanie i zastosowania

Ta właściwość nie jest unikalna dla liposomów, można ją również zastosować do obecnych komórek organizmu. Na przykład, jeśli czerwone krwinki są narażone na podłoże hipotoniczne, mogą eksplodować.

Pobudliwość

Liposomy mogą przechowywać energię w postaci potencjału błony, który składa się z napięcia przez powierzchnię. Struktura może pobrać napięcie w sposób przypominający proces występujący w komórkach neuronalnych układu nerwowego. 

Liposomy stanowią kilka cech żywych organizmów. Jednak to nie to samo, co stwierdzenie, że liposomy żyją.

Pochodzenie protobiontów

Istnieje szeroka różnorodność hipotezy, która stara się wyjaśnić pochodzenie i ewolucję życia w środowisku prebiotycznym. Najbardziej wybitne postulaty zostaną opisane poniżej, które omawiają pochodzenie protobii:

Hipoteza oparin i haldane

Hipoteza dotycząca ewolucji biochemicznej została zaproponowana przez Aleksandra Oparina w 1924 r. I John D. S. Haldane (1892–1984) w 1928 roku.

Ten postulat zakłada, że ​​w prebiotycznej atmosferze brakowało tlenu, ale była silnie redukcyjna, z dużymi ilościami wodoru, które spowodowały powstanie związków organicznych dzięki obecności źródeł energii.

Zgodnie z tą hipotezą, w miarę wystąpienia chłodzenia ziemi, para erupcji wulkanicznych, która wytrącała. Kiedy woda spadła, ciągnęła sole mineralne i inne związki, powodując słynną oryginalną zupę lub bulion odżywczy.

W tym hipotetycznym środowisku można było powstać duże kompleksy molekularne zwane związkami prebiotykami, co spowodowało coraz bardziej złożone układy komórkowe. Oparin nazwał te protobione.

Może ci służyć: Monera Kingdom

Gdy protobionty zwiększyły swoją złożoność, nabyli nowe zdolności do przekazywania informacji genetyczny.

Eksperyment Miller i Urey

W 1953 roku, po postulatach Oparina, naukowcy Stanley L. Miller (1930-2007) i Harold C. Urey (1893–1981) opracował serię eksperymentów w celu sprawdzenia tworzenia związków organicznych na podstawie prostych materiałów nieorganicznych.

Miller i Urey udało się stworzyć eksperymentalny projekt, który symulował środowiska prebiotyczne z warunkami zaproponowanymi przez oparinę małą skalę, uzyskując szereg związków, takich jak aminokwasy, kwasy tłuszczowe, kwas mrówkowy, mocznik, między innymi.

Materiał genetyczny protobionów

RNA World

Zgodnie z hipotezą obecnych biologów molekularnych protobionowie niosły cząsteczki RNA zamiast cząsteczek DNA, które pozwoliły im replikować i przechowywać informacje.

Oprócz odgrywania fundamentalnej roli w syntezie białek, RNA może również zachowywać się jak enzym i przeprowadzać reakcje katalizy. Z powodu tej cechy RNA jest kandydatem wskazanym jako pierwszy materiał genetyczny w protobionach.

Cząsteczki RNA zdolne do powodowania katalizy nazywane są rybzymami i mogą przygotowywać kopie z komplementarnymi sekwencjami krótkich sekcji RNA i pośredniczą w procesie Splicing, Eliminowanie sekwencji sekwencji.

Protobiont, który prezentował katalityczną cząsteczkę RNA, różniła się od ich odpowiedników, w których brakowało wspomnianej cząsteczki.

W przypadku, gdy protobion może rosnąć, dzielić i przekazywać RNA na jego potomstwo, darwinowskie procesy selekcji naturalnej można zastosować do tego systemu, a protobionty z cząsteczkami RNA zwiększyłyby ich częstotliwość w populacji w populacji populacji.

Może ci służyć: bentoniczne oganie: co to jest, cechy, odżywianie, przykłady

Chociaż pojawienie się tego protobiontu może być bardzo mało prawdopodobne, należy pamiętać, że w zbiornikach wodnych prymitywnej Ziemi mogły istnieć miliony protobiontów.

Wygląd DNA

DNA jest znacznie bardziej stabilną dwukrotną cząsteczką w porównaniu z cząsteczką RNA, która jest krucha i niedokładnie niedokładnie. Ta właściwość dokładności pod względem replikacji zaczęła być bardziej konieczna, ponieważ genomy protobionów wzrosły.

Na Uniwersytecie Princeton badacz Freeman Dyson (1923-2020) proponuje, że cząsteczki DNA mogły być krótkimi strukturami, wspomagane w ich replikacji przez losowe polimery aminokwasowe o właściwościach katalitycznych o właściwościach katalitycznych.

Ta wczesna replika może wystąpić w protobionach, które przechowywali duże ilości monomerów organicznych.

Po pojawieniu się cząsteczki DNA RNA był w stanie zacząć grać w obecne dokumenty jako pośrednik tłumaczenia, tworząc w ten sposób „świat DNA”.

Bibliografia

1. Altstein, a. D. (2015). Hipoteza progenu: świat nukleoprotein i sposób, w jaki zaczęło się życie. Biologia Direct, 10, 67.
2. Audesirk, t., Audesirk, g., I Byers, B. I. (2003). Biologia: życie na ziemi. Edukacja Pearsona.
3. Campbell, a. N., & Reece, J. B. (2005). biologia. Pan -american Medical Redaktorial.
4. Zakres, m. (2007). Biologia 1: Podejście konstruktywistyczne. Edukacja Pearsona.
5. Schrum, J. P., Zhu, t. F., & Szostak, J. W. (2010). Początki życia komórkowego. Perspektywy Cold Spring Harbor w biologii, A002212.
6. Stano, str., & Mavelli, f. (2015). Protookells Modele w pochodzeniu życia i biologii syntetycznej. Życie, 5(4), 1700-1702.