ABIYOTIK SENTEZ TEORISI: TEMEL ÖZELLIKLER - BIYOLOJI - 2025

Cansız Sentez Teorisi hayatın önermektedir bir önerme cansız bileşikler (abiyotik = cansız) kaynaklanmaktadır. Yaşamın yavaş yavaş organik moleküllerin sentezinden doğduğunu öne sürüyor. Bu organik moleküller arasında, canlı hücrelere yol açan daha karmaşık yapıların öncüleri olan amino asitler öne çıkmaktadır.

Bu teoriyi öneren araştırmacılar, Rus bilim adamı Alexander Oparin ve İngiliz biyokimyacı John Haldane idi. Kendi kendilerine araştıran bu bilim adamlarının her biri aynı hipoteze ulaştı: Dünya'daki yaşamın kökeninin daha önce ilkel atmosferde var olan organik ve mineral bileşiklerden (cansız maddeler) geldiği.

Abiyotik Sentez Teorisinin destekleyicilerinden biri olan John Haldane

Ne içeriyor?

Abiyotik Sentez Teorisi, Dünya'daki yaşamın kökeninin, o sırada atmosferde bulunan ve hidrojen, metan, su buharı ile yüklü inorganik ve organik bileşikler arasındaki karışımdan kaynaklandığını ortaya koymaktadır. karbondioksit ve amonyak.

Oparin ve Haldane teorisi

Oparin ve Haldane, erken Dünya'nın indirgeyici bir atmosfere sahip olduğunu düşünüyordu; yani, mevcut moleküllerin elektron bağışlama eğiliminde olduğu, az oksijenli bir atmosfer.

Daha sonra, atmosfer yavaş yavaş değişecek ve moleküler hidrojen (H2), metan (CH4), karbondioksit (CO2), amonyak (NH3) ve su buharı (H2O) gibi basit moleküllere yol açacaktır. Bu koşullar altında şunları önerdiler:

- Basit moleküller, eninde sonunda fizikokimyasal reaksiyonları etkileyen diğer enerji türlerinin yanı sıra, Güneş ışınlarından gelen enerjiyi, fırtınalardan elektrik boşalmalarını, Dünya'nın çekirdeğinin ısısını kullanarak reaksiyona girmiş olabilir.

- Bu, okyanuslarda yüzen koaservatların (Oparin'e göre yaşamın başladığı molekül sistemleri) oluşumunu teşvik etti.

- Bu "ilkel çorbada" koşullar, yapı bloklarının sonraki reaksiyonlarda birleştirilebilmesi için yeterli olacaktır.

- Bu reaksiyonlardan proteinler ve nükleik asitler gibi daha büyük ve daha karmaşık moleküller (polimerler) oluşmuştur, muhtemelen okyanusa yakın havuzlarda su bulunması tercih edilmiştir.

- Bu polimerler, muhafaza edilebilen ve kopyalanabilen birimler veya yapılar halinde birleştirilebilirdi. Oparin, bunların metabolizmayı gerçekleştirmek için bir araya getirilmiş protein "kolonileri" olabileceğini düşündü ve Haldane, makromoleküllerin hücre benzeri yapılar oluşturmak için zarlara kapatıldığını öne sürdü.

Teori üzerine düşünceler

Bu modeldeki detaylar muhtemelen pek doğru değil. Örneğin, jeologlar artık erken atmosferin küçülmediğine inanıyorlar ve okyanusun kenarındaki göletlerin yaşamın ilk ortaya çıkışı için muhtemel bir alan olup olmadığı belirsiz.

Bununla birlikte, temel fikir "basit molekül gruplarının kademeli ve kendiliğinden oluşması, daha sonra daha karmaşık yapıların oluşumu ve son olarak kendi kendini kopyalama yeteneğinin edinilmesi", gerçek hayat.

Abiyotik sentez teorisini destekleyen deneyler

Miller ve Urey deneyi

1953'te Stanley Miller ve Harold Urey, Oparin ve Haldane'nin fikirlerini test etmek için bir deney yaptı. Organik moleküllerin, daha önce açıklanan erken Dünya'dakilere benzer indirgeme koşulları altında kendiliğinden üretilebileceğini buldular.

Miller ve Urey, bir miktar ısıtılmış su ve erken Dünya atmosferinde bol olduğu düşünülen bir gaz karışımı içeren kapalı bir sistem inşa ettiler: metan (CH4), karbondioksit (CO2) ve amonyak (NH3).

Miller ve Urey, daha karmaşık polimerlerin oluşmasına neden olan kimyasal reaksiyonlar için gereken enerjiyi sağlayabilecek şimşek çakmalarını simüle etmek için deneysel sistemlerinde bir elektrot aracılığıyla elektrik deşarjları gönderdiler.

Miller ve Urey deneyi

Bir hafta boyunca deneyi yürüttükten sonra Miller ve Urey, çeşitli türlerde amino asitler, şekerler, lipitler ve diğer organik moleküllerin oluştuğunu keşfettiler.

DNA ve protein gibi büyük, karmaşık moleküller eksikti. Ancak Miller-Urey deneyi, bu moleküllerin en azından bazı yapı taşlarının basit bileşiklerden kendiliğinden oluşabileceğini gösterdi.

Juan Oró'nun deneyi

İspanyol bilim adamı Juan Oró, yaşamın kökenlerini araştırmaya devam ederek biyokimyasal bilgisini, yaşam için önemli olan diğer organik molekülleri laboratuvar koşullarında sentezlemek için kullandı.

Oró, büyük miktarlarda siyanür türevleri üreten Miller ve Urey deneyinin koşullarını kopyaladı.

Araştırmacı, bu ürünü (hidrosiyanik asit) artı amonyak ve suyu kullanarak, çoğu canlıya enerji sağlayan temel bir molekül olan DNA'nın 4 nitrojen bazından biri ve ATP'nin bileşenlerinden biri olan adenin moleküllerini sentezleyebildi. .

Bu bulgu 1963'te yayınlandığında, sadece bilimsel değil, aynı zamanda popüler bir etkisi de oldu, çünkü nükleotidlerin erken Dünya'da herhangi bir dış etki olmaksızın kendiliğinden ortaya çıkma olasılığını gösterdi.

Ayrıca, laboratuvarda ilkel Dünya'da var olana benzer bir ortamı, diğer organik bileşikleri, özellikle hücre zarlarının bir parçası olan lipidleri, bazı proteinleri ve metabolizmada önemli olan aktif enzimleri sentezlemeyi başardı.

Sydney Fox deneyi

1972'de Sydney Fox ve ortakları, zar ve ozmotik özelliklere sahip yapılar oluşturmalarına izin veren bir deney yaptılar; yani proteinoid mikroküreler olarak adlandırdıkları canlı hücrelere benzer.

Kuru bir amino asit karışımı kullanarak, onları orta dereceli sıcaklıklara ısıtmaya başladılar; böylece polimer oluşumunu sağladılar. Bu polimerler, salin içinde çözüldüklerinde, belirli kimyasal reaksiyonları gerçekleştirebilecek bir bakteri hücresi boyutunda küçük damlacıklar oluşturdu.

Bu mikrokürelerin, mevcut hücre zarlarına benzer şekilde geçirgen bir çift zarfı vardı ve bulundukları ortamdaki değişikliklere bağlı olarak hidratlanmalarına ve dehidratlanmalarına izin verdi.

Mikrokürelerin çalışmasından elde edilen tüm bu gözlemler, ilk hücreleri başlatmış olabilecek işlemlerin türü hakkında bir fikir gösterdi.

Alfonso Herrera'nın deneyi

Diğer araştırmacılar, ilk hücrelere yol açan moleküler yapıları kopyalamak için kendi deneylerini yaptılar. Meksikalı bir bilim adamı olan Alfonso Herrera, sülfobiyolar ve kolpoidler adını verdiği yapıları yapay olarak oluşturmayı başardı.

Herrera, küçük yüksek moleküler ağırlıklı yapıları sentezleyebildiği amonyum sülfosiyanür, amonyum tiyosanat ve formaldehit gibi maddelerin karışımlarını kullandı. Bu kükürt açısından zengin yapılar, canlı hücrelere benzer şekilde düzenlenmişti, bu yüzden onlara sülfobi adını verdi.

Benzer şekilde, zeytinyağı ve benzini küçük miktarlarda sodyum hidroksitle karıştırarak protozoaya benzer şekilde düzenlenmiş diğer mikro yapı türlerini oluşturdu; bu mikrokürelere colpoids adını verdi.

Referanslar

1. Carranza, G. (2007). Biyoloji I. Editoryal Eşik, Meksika.
2. Flores, R., Herrera, L. & Hernández, V. (2004). Biology 1 (1. baskı). Editör Progreso.
3. Tilki, SW (1957). Spontan Oluşumun Kimyasal Problemi. Kimyasal Eğitim Dergisi, 34 (10), 472–479.
4. Fox, SW ve Harada, K. (1958). Amino asitlerin proteine ​​benzeyen bir ürüne termal kopolimerizasyonu. Bilim, 128, 1214.
5. Gama, A. (2004). Biyoloji: Biyogenez ve Mikroorganizmalar (2. baskı). Pearson Education.
6. Gama, A. (2007). Biyoloji I: Yapılandırmacı Bir Yaklaşım (3. baskı). Pearson Education.
7. Gordon-Smith, C. (2003). Oparin-Haldane hipotezi. Yaşamın Kökeni'nde: Yirminci yüzyıl simge yapıları. Kurtarıldığı kaynak: simsoup.info
8. Herrera, A. (1942). Hayatın Kökeni ve Doğası Üzerine Yeni Bir Teori. Bilim, 96: 14.
9. Ledesma-Mateos, I. ve Cleaves, HJ (2016). Alfonso Luis Herrera ve Evrimin Başlangıçları ve Meksika'da Yaşamın Kökeni Üzerine Çalışmalar. Journal of Molecular Evolution, 83 (5-6), 193–203.
10. McCollom, T. (2013). Miller-Urey ve ötesi: Son 60 yılda prebiyotik organik sentez reaksiyonları hakkında neler öğrendi? Yeryüzü ve Gezegen Bilimleri Yıllık İncelemesi, 41, 207-229.
11. Miller, S. (1953) Olası ilkel Dünya koşulları altında amino asit üretimi. Bilim 117: 528–529
12. Miller, SL (1955). Olası İlkel Toprak Koşullarında Bazı Organik Bileşiklerin Üretimi. Amerikan Kimya Derneği Dergisi.
13. Miller, SL, Urey, HC ve Oró, J. (1976). İlkel dünya ve göktaşlarındaki organik bileşiklerin kökeni. Journal of Molecular Evolution, 9 (1), 59-72.
14. Oñate, L. (2010). Biyoloji 1, Cilt 1. Cengage Öğrenme Editörleri.
15. Parker, ET, Cleaves, HJ, Callahan, MP, Dworkin, JP, Glavin, DP, Lazcano, A. ve Bada, JL (2011). İlkel Dünyada Metiyonin ve Diğer Kükürt İçeren Organik Bileşiklerin Prebiyotik Sentezi: Yayınlanmamış 1958 Stanley Miller Deneyine Dayalı Çağdaş Bir Yeniden Değerlendirme. Yaşamın Kökenleri ve Biyosferlerin Evrimi, 41 (3), 201–212.