Termín prebiotická evoluce odkazuje na sérii hypotetických scénářů, které se snaží vysvětlit původ života počínaje neživou hmotou v prostředí za primitivních podmínek.
Tvrdilo se, že podmínky primitivní atmosféry se silně snižovaly, což upřednostňovalo tvorbu organických molekul, jako jsou aminokyseliny a peptidy, které jsou stavebními kameny proteinů; a puriny a pyrimidiny, které tvoří nukleové kyseliny - DNA a RNA.
Rejstřík článků
Představit si, jak se na Zemi objevily první formy života, může být náročná - a dokonce téměř nemožná - otázka, pokud se neumístíme do správného primitivního prostředí..
Klíčem k pochopení života z abiotických molekul suspendovaných ve slavné „primitivní polévce“ je tedy atmosféra v tomto vzdáleném prostředí..
Ačkoli neexistuje úplná shoda ohledně chemického složení atmosféry, protože neexistuje způsob, jak to úplně potvrdit, hypotézy sahají od redukčního složení (CH4 + Ndva, NH3 + HdvaBuď nebo COdva + Hdva + Ndva) Do neutrálnějších prostředí (pouze s COdva + Ndva + HdvaNEBO).
Obecně se uznává, že v atmosféře chyběl kyslík (tento prvek s příchodem života významně zvýšil svoji koncentraci). Pro účinnou syntézu aminokyselin, purinů, pyrimidinů a cukrů je nezbytná přítomnost redukčního prostředí..
V případě, že skutečná atmosféra v té době neměla tyto prebiotické chemické podmínky, musely organické sloučeniny pocházet z prachových částic nebo jiných vesmírných těles, jako jsou meteority..
Existuje několik hypotéz ve vztahu k fyzickému prostoru na Zemi, které umožnily vývoj prvních biomolekul a replikátorů.
Teorie, která získala významné pokračování v počáteční tvorbě biomolekul v hydrotermálních průduchech v oceánu. Jiní autoři to však považují za nepravděpodobné a diskreditují tyto regiony jako důležité činitele v prebiotické syntéze..
Teorie navrhuje, aby chemická syntéza probíhala průchodem vody v termálním gradientu od 350 ° C do 2 ° C.
Problém s touto hypotézou nastává, protože organické sloučeniny se místo syntetizují při vysokých teplotách (350 ° C), což naznačuje méně extrémní prostředí. Hypotéza tedy ztratila podporu.
K provedení studie týkající se prebiotické evoluce je nutné odpovědět na řadu otázek, které nám umožní pochopit vznik života.
Musíme si položit otázku, jaký druh katalytického procesu upřednostňoval vznik života a odkud byla čerpána energie, která upřednostňovala první reakce. Při zodpovězení těchto otázek můžeme jít dále a zeptat se sami sebe, zda první molekuly, které se objevily, byly membrány, replikátory nebo metabolity..
Níže zodpovíme každou z těchto otázek, abychom dosáhli pochopení možného původu života v prebiotickém prostředí..
Život, jak jej dnes známe, vyžaduje vývoj řady „mírných podmínek“. Víme, že většina organických bytostí existuje tam, kde jsou teplota, vlhkost a pH fyziologicky přijatelné - s výjimkou extremofilních organismů, které, jak naznačuje jejich název, žijí v extrémním prostředí..
Jednou z nejdůležitějších charakteristik živých systémů je všudypřítomnost katalyzátorů. Chemické reakce živých bytostí jsou katalyzovány enzymy: komplexní molekuly proteinové povahy, které zvyšují rychlost reakcí o několik řádů.
První živé bytosti musely mít obdobný systém, pravděpodobně ribozymy. V literatuře existuje otevřená otázka, zda by mohla proběhnout prebiotická evoluce bez katalýzy.
Podle důkazů by při absenci katalyzátoru byla biologická evoluce vysoce nepravděpodobná - reakce by vyžadovaly monumentální časové intervaly. Jejich existence se proto předpokládá během prvních životních etap..
Energie pro prebiotickou syntézu se musela objevovat odněkud. Navrhuje se, aby určité anorganické molekuly, jako jsou polyfosfáty a thioestery, mohly hrát důležitou roli při výrobě energie pro reakce - v dobách před existencí slavné energetické „měny“ buněk: ATP.
Energeticky je replikace molekul, které nesou genetickou informaci, velmi nákladná událost. Pro průměrnou bakterii E-coli, jedna událost replikace vyžaduje 1,7 * 1010 ATP molekuly.
Díky existenci této mimořádně vysoké postavy je přítomnost zdroje energie nepopiratelnou podmínkou pro vytvoření pravděpodobného scénáře, ve kterém vznikl život..
K abiotické syntéze mohla rovněž přispět existence reakcí typu „redox“. V průběhu času by se tento systém mohl stát důležitými prvky transportu elektronů v buňce spojeného s výrobou energie.
V buňce jsou tři základní komponenty: membrána, která vymezuje buněčný prostor a přeměňuje jej na samostatnou jednotku; replikátory, které ukládají informace; a metabolické reakce, ke kterým v tomto systému dochází. Funkční integrace těchto tří složek vede ke vzniku buňky.
Ve světle evoluce je tedy zajímavé položit si otázku, který ze tří vznikl jako první.
Membránová syntéza se zdá být jednoduchá, protože lipidy spontánně tvoří vezikulární struktury se schopností růstu a dělení. Vezikul umožňuje skladování replikátorů a udržuje koncentrované metabolity.
Diskuse se nyní zaměřuje na vedení replikace versus metabolismus. Ti, kteří dávají větší váhu replikaci, tvrdí, že ribozymy (RNA s katalytickou silou) se dokázaly replikovat a díky výskytu mutací mohl vzniknout nový metabolický systém.
Opačný pohled zdůrazňuje důležitost tvorby jednoduchých molekul - jako jsou organické kyseliny přítomné v cyklu trikarboxylové kyseliny - pro spalování za mírných zdrojů tepla. Z tohoto pohledu zahrnovaly tyto metabolity první kroky prebiotické evoluce.
Zatím žádné komentáře