Thí nghiệm của Miller và Urey trong những gì nó liên quan, quan trọng và kết luận



các Thí nghiệm Miller và Urey nó bao gồm việc sản xuất các phân tử hữu cơ bằng cách sử dụng các phân tử vô cơ đơn giản hơn làm nguyên liệu ban đầu trong những điều kiện nhất định. Mục tiêu của thí nghiệm là tái tạo các điều kiện tổ tiên của hành tinh Trái đất.

Mục đích của việc giải trí này là xác minh nguồn gốc có thể của các phân tử sinh học. Thật vậy, mô phỏng đã đạt được việc sản xuất các phân tử - như axit amin và axit nucleic - cần thiết cho các sinh vật sống.

Chỉ số

  • 1 Trước Miller và Urey: viễn cảnh lịch sử
  • 2 Nó bao gồm những gì??
  • 3 kết quả
  • 4 Tầm quan trọng
  • 5 kết luận
  • 6 phê bình cho thí nghiệm
  • 7 tài liệu tham khảo

Trước Miller và Urey: viễn cảnh lịch sử

Giải thích về nguồn gốc của cuộc sống luôn là một chủ đề gây tranh cãi và tranh cãi dữ dội. Trong thời Phục hưng, người ta tin rằng cuộc sống bắt nguồn từ bất ngờ và từ hư vô. Giả thuyết này được gọi là thế hệ tự phát.

Sau đó, suy nghĩ phê phán của các nhà khoa học bắt đầu nảy mầm và giả thuyết đã bị loại bỏ. Tuy nhiên, câu hỏi đặt ra lúc đầu vẫn lan tỏa.

Vào những năm 1920, các nhà khoa học vào thời điểm đó đã sử dụng thuật ngữ "súp nguyên thủy" để mô tả một môi trường đại dương giả thuyết trong đó sự sống có lẽ bắt nguồn từ.

Vấn đề là trong việc đề xuất nguồn gốc hợp lý của các phân tử sinh học làm cho sự sống có thể (carbohydrate, protein, lipid và axit nucleic) từ các phân tử vô cơ.

Ngay từ những năm 50, trước các thí nghiệm của Miller và Urey, một nhóm các nhà khoa học đã tìm cách tổng hợp axit formic từ carbon dioxide. Khám phá ghê gớm này đã được công bố trên tạp chí uy tín Khoa học.

Nó bao gồm những gì??

Đến năm 1952, Stanley Miller và Harold Urey đã thiết kế một giao thức thử nghiệm để mô phỏng môi trường nguyên thủy trong một hệ thống ống và điện cực khéo léo do chính họ chế tạo..

Hệ thống được hình thành từ một bình với nước, tương tự như đại dương nguyên thủy. Kết nối với bình đó là một bình khác với các thành phần của môi trường prebiotic được cho là.

Miller và Urey đã sử dụng các tỷ lệ sau để tái tạo nó: 200 mmHg metan (CH4), 100 mmHg hydro (H2), 200 mmHg amoniac (NH3) và 200 ml nước (H2Ô).

Hệ thống này cũng có thiết bị ngưng tụ, có nhiệm vụ làm mát khí như mưa thường làm. Tương tự như vậy, họ đã tích hợp hai điện cực có khả năng tạo ra điện áp cao, với mục đích tạo ra các phân tử có khả năng phản ứng cao, thúc đẩy sự hình thành các phân tử phức tạp.

Những tia lửa này đã tìm cách mô phỏng các tia và tia sét có thể có của môi trường prebiotic. Thiết bị kết thúc ở phần hình chữ "U" ngăn hơi nước đi ngược chiều.

Thí nghiệm đã nhận được các cú sốc điện trong một tuần, cùng lúc với nước nóng lên. Quá trình gia nhiệt mô phỏng năng lượng mặt trời.

Kết quả

Những ngày đầu tiên hỗn hợp của thí nghiệm hoàn toàn sạch sẽ. Trong suốt những ngày qua, hỗn hợp bắt đầu chuyển sang màu đỏ. Vào cuối thí nghiệm, chất lỏng này có màu đỏ đậm gần như nâu và độ nhớt của nó tăng lên đáng kể.

Thí nghiệm đã đạt được mục tiêu chính và các phân tử hữu cơ phức tạp được tạo ra từ các thành phần giả thuyết của khí quyển nguyên thủy (metan, amoniac, hydro và hơi nước).

Các nhà nghiên cứu đã có thể xác định dấu vết của các axit amin, chẳng hạn như glycine, alanine, axit aspartic và axit amin-n-butyric, là thành phần chính của protein.

Thành công của thí nghiệm này đã góp phần khiến các nhà nghiên cứu khác tiếp tục khám phá nguồn gốc của các phân tử hữu cơ. Bằng cách thêm các sửa đổi vào giao thức Miller và Urey, chúng tôi đã quản lý để tạo lại hai mươi axit amin đã biết.

Cũng có thể tạo ra nucleotide, là các khối xây dựng cơ bản của vật liệu di truyền: DNA (axit deoxyribonucleic) và RNA (axit ribonucleic).

Ý nghĩa

Thí nghiệm đã chứng minh bằng thực nghiệm sự xuất hiện của các phân tử hữu cơ và đề xuất một kịch bản khá hấp dẫn để giải thích nguồn gốc có thể có của sự sống.

Tuy nhiên, một vấn đề nan giải vốn có được tạo ra, vì phân tử DNA là cần thiết cho quá trình tổng hợp protein và RNA. Hãy nhớ lại rằng giáo điều trung tâm của sinh học đề xuất rằng DNA được phiên mã thành RNA và điều này được phiên mã thành protein (ngoại lệ được biết đến với tiền đề này, chẳng hạn như retrovirus).

Vì vậy, làm thế nào các phân tử sinh học này được hình thành từ các monome của chúng (axit amin và nucleotide) mà không có sự hiện diện của DNA?

May mắn thay, việc phát hiện ra ribozyme đã tìm cách làm rõ nghịch lý rõ ràng này. Các phân tử này là RNA xúc tác. Điều này giải quyết vấn đề vì cùng một phân tử có thể xúc tác và mang thông tin di truyền. Đó là lý do tại sao có giả thuyết thế giới RNA nguyên thủy.

RNA tương tự có thể tự sao chép và tham gia vào quá trình hình thành protein. DNA có thể đến lần thứ hai và được chọn làm phân tử di truyền trên RNA.

Điều này có thể xảy ra vì nhiều lý do, chủ yếu là do DNA ít phản ứng và ổn định hơn RNA.

Kết luận

Kết luận chính của thiết kế thí nghiệm này có thể được tóm tắt bằng tuyên bố sau: các phân tử hữu cơ phức tạp có thể có nguồn gốc từ các phân tử vô cơ đơn giản hơn, nếu chúng tiếp xúc với các điều kiện của bầu không khí nguyên thủy như điện áp cao, bức xạ cực tím và thấp hàm lượng oxy.

Ngoài ra, một số phân tử vô cơ đã được tìm thấy là ứng cử viên lý tưởng cho sự hình thành một số axit amin và nucleotide nhất định.

Thí nghiệm cho phép chúng ta quan sát việc tạo ra các khối sinh vật sống như thế nào, giả sử rằng môi trường nguyên thủy phù hợp với kết luận được mô tả..

Rất có khả năng thế giới trước khi xuất hiện sự sống có nhiều thành phần và số lượng phức tạp hơn so với những gì được sử dụng bởi Miller.

Mặc dù dường như không thể đề xuất nguồn gốc của sự sống dựa trên các phân tử đơn giản như vậy, Miller có thể chứng minh điều đó bằng một thí nghiệm tinh tế và khéo léo.

Các nhà phê bình cho thí nghiệm

Vẫn còn nhiều tranh luận và tranh cãi về kết quả của thí nghiệm này và cách các tế bào đầu tiên bắt nguồn.

Hiện tại người ta tin rằng các thành phần mà Miller sử dụng để hình thành bầu không khí nguyên thủy không phù hợp với thực tế của nó. Một tầm nhìn hiện đại hơn mang lại cho núi lửa một vai trò quan trọng và đề xuất rằng các loại khí mà các cấu trúc này tạo ra khoáng chất.

Một điểm quan trọng trong thí nghiệm của Miller cũng đã được đặt câu hỏi. Một số nhà nghiên cứu nghĩ rằng bầu khí quyển có ít tác động đến việc tạo ra các sinh vật sống.

Tài liệu tham khảo

  1. Bada, J. L., & Cleaves, H. J. (2015). Mô phỏng ab initio và thí nghiệm tổng hợp prebiotic Miller. Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, 112(4), E342-E342.
  2. Campbell, N. A. (2001). Sinh học: Khái niệm và mối quan hệ. Giáo dục Pearson.
  3. Cooper, G.J., Surman, A.J., McIver, J., Colon-Santos, S.M., Gromski, P.S., Buchwald, S., ... & Cronin, L. (2017). Thí nghiệm phóng điện Miller-Urey trong thế giới Deuterium. Angewandte chemie, 129(28), 8191-8194.
  4. Parker, E.T., Cleaves, J.H., Burton, A.S., Glavin, D.P., Dworkin, J.P., Zhou, M., ... & Fernandez, F.M. (2014). Tiến hành thí nghiệm Miller-Urey. Tạp chí thí nghiệm trực quan: Tham gia, (83).
  5. Sadava, D., & Purves, W. H. (2009). Cuộc sống: Khoa học sinh học. Ed. Panamericana Y tế.