การทดลองของมิลเลอร์และอูรย์ในสิ่งที่มีความสำคัญและสรุป



การทดลองของ Miller และ Urey มันประกอบไปด้วยการผลิตโมเลกุลอินทรีย์โดยใช้อนินทรีย์โมเลกุลที่ง่ายกว่าเป็นวัสดุเริ่มต้นภายใต้เงื่อนไขบางประการ วัตถุประสงค์ของการทดลองคือการสร้างสภาพของบรรพบุรุษของดาวเคราะห์โลกใหม่.

ความตั้งใจของการพักผ่อนหย่อนใจนี้คือการตรวจสอบที่มาที่เป็นไปได้ของชีวโมเลกุล อันที่จริงการจำลองสถานการณ์ประสบความสำเร็จในการผลิตโมเลกุลเช่นกรดอะมิโนและกรดนิวคลีอิกซึ่งจำเป็นต่อสิ่งมีชีวิต.

ดัชนี

  • 1 Before Miller and Urey: มุมมองทางประวัติศาสตร์
  • 2 มันประกอบด้วยอะไร??
  • 3 ผลลัพธ์
  • 4 ความสำคัญ
  • 5 บทสรุป
  • 6 คำวิจารณ์ต่อการทดสอบ
  • 7 อ้างอิง

ก่อนมิลเลอร์และอูรย์: มุมมองทางประวัติศาสตร์

คำอธิบายเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตมักเป็นหัวข้อถกเถียงและถกเถียงกันอย่างเข้มข้น ในช่วงยุคฟื้นฟูศิลปวิทยามีความเชื่อกันว่าชีวิตเกิดขึ้นโดยฉับพลันและจากอะไร สมมติฐานนี้เรียกว่าการเกิดขึ้นเอง.

ต่อจากนั้นความคิดเชิงวิพากษ์ของนักวิทยาศาสตร์เริ่มงอกและสมมติฐานถูกยกเลิก อย่างไรก็ตามคำถามที่ถูกวางไว้ที่จุดเริ่มต้นยังคงกระจายอยู่.

ในปี ค.ศ. 1920 นักวิทยาศาสตร์ในเวลานั้นใช้คำว่า "ซุปดั่งเดิม" เพื่ออธิบายสภาพแวดล้อมของมหาสมุทรที่สมมุติฐานซึ่งอาจมีต้นกำเนิดจากชีวิต.

ปัญหาคือการเสนอต้นกำเนิดทางตรรกะของชีวโมเลกุลที่ทำให้ชีวิตมีความเป็นไปได้ (คาร์โบไฮเดรตโปรตีนไขมันและกรดนิวคลีอิก) จากโมเลกุลอนินทรีย์.

ในยุค 50 ก่อนการทดลองของมิลเลอร์และอูรย์นักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งได้ทำการสังเคราะห์กรดฟอร์มิกจากคาร์บอนไดออกไซด์ การค้นพบที่น่ากลัวนี้ถูกตีพิมพ์ในนิตยสารที่มีชื่อเสียง วิทยาศาสตร์.

มันประกอบด้วยอะไร?

ในปีพ. ศ. 2495 สแตนลีย์มิลเลอร์และฮาโรลด์อูรย์ออกแบบโครงการทดลองเพื่อจำลองสภาพแวดล้อมดั้งเดิมในระบบอันชาญฉลาดของหลอดแก้วและขั้วไฟฟ้าที่สร้างขึ้นด้วยตัวเอง.

ระบบนี้ถูกสร้างขึ้นจากขวดที่มีน้ำซึ่งคล้ายกับมหาสมุทรดั้งเดิม เชื่อมต่อกับขวดนั้นเป็นอีกหนึ่งที่มีส่วนประกอบของสภาพแวดล้อมพรีไบโอติกที่ควร.

Miller และ Urey ใช้สัดส่วนต่อไปนี้เพื่อสร้างใหม่: มีเทน 200 มม. ปรอท (CH4), 100 mmHg ของไฮโดรเจน (H2แอมโมเนีย) 200 มม. ปรอท3) และ 200 มิลลิลิตรของน้ำ (เอช2O).

ระบบยังมีคอนเดนเซอร์ซึ่งมีหน้าที่ในการทำให้ก๊าซเย็นลงตามปกติฝนจะทำ ในทำนองเดียวกันพวกเขารวมสองขั้วไฟฟ้าที่มีความสามารถในการผลิตแรงดันสูงโดยมีจุดประสงค์ในการสร้างโมเลกุลปฏิกิริยาสูงที่ propitiated การก่อตัวของโมเลกุลที่ซับซ้อน.

ประกายไฟเหล่านี้พยายามจำลองรังสีและฟ้าผ่าของสภาพแวดล้อมพรีไบโอติกที่เป็นไปได้ อุปกรณ์สิ้นสุดในส่วนที่มีรูปร่าง "U" ซึ่งป้องกันไม่ให้ไอน้ำเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม.

การทดลองได้รับแรงกระแทกไฟฟ้าเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์ในเวลาเดียวกันกับที่น้ำร้อนขึ้น กระบวนการทำความร้อนจำลองพลังงานแสงอาทิตย์.

ผล

วันแรกส่วนผสมของการทดลองนั้นสะอาดหมดจด ตลอดเวลาที่ผ่านมาส่วนผสมเริ่มเปลี่ยนเป็นสีแดง ในตอนท้ายของการทดลองของเหลวนี้ใช้สีแดงเข้มเกือบน้ำตาลและความหนืดเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด.

การทดลองบรรลุวัตถุประสงค์หลักและโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนเกิดขึ้นจากองค์ประกอบสมมุติฐานของบรรยากาศดั้งเดิม (มีเธนแอมโมเนียไฮโดรเจนและไอน้ำ).

นักวิจัยสามารถระบุร่องรอยของกรดอะมิโนเช่น glycine, alanine, aspartic acid และ amino-n-butyric acid ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของโปรตีน.

ความสำเร็จของการทดลองนี้มีส่วนทำให้นักวิจัยคนอื่น ๆ ทำการสำรวจที่มาของโมเลกุลอินทรีย์ โดยการเพิ่มการแก้ไขโปรโตคอล Miller และ Urey เราสามารถสร้างกรดอะมิโนที่รู้จักกันยี่สิบรายการ.

นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะสร้างนิวคลีโอไทด์ซึ่งเป็นหน่วยการสร้างพื้นฐานของสารพันธุกรรม: DNA (กรด deoxyribonucleic) และ RNA (กรด ribonucleic).

ความสำคัญ

การทดลองพิสูจน์ให้เห็นลักษณะที่ปรากฏของโมเลกุลอินทรีย์และเสนอสถานการณ์ที่น่าสนใจเพื่ออธิบายที่มาของสิ่งมีชีวิตที่เป็นไปได้.

อย่างไรก็ตามภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกถูกสร้างขึ้นเนื่องจากโมเลกุล DNA มีความจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์โปรตีนและอาร์เอ็นเอ จำได้ว่าหลักความเชื่อทางชีววิทยาชี้ให้เห็นว่า DNA ถูกคัดลอกไปยัง RNA และสิ่งนี้ถูกคัดลอกลงในโปรตีน (ข้อยกเว้นเป็นที่ทราบกันดีในสถานที่นี้เช่น retroviruses).

ดังนั้นโมเลกุลของโมเลกุลเหล่านี้เกิดขึ้นจากโมโนเมอร์ของพวกมัน (กรดอะมิโนและนิวคลีโอไทด์) โดยปราศจาก DNA?

โชคดีที่การค้นพบ ribozymes สามารถทำให้ความขัดแย้งนี้ชัดเจนขึ้น โมเลกุลเหล่านี้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาอาร์เอ็นเอ วิธีนี้แก้ปัญหาได้เนื่องจากโมเลกุลเดียวกันสามารถกระตุ้นและนำข้อมูลทางพันธุกรรมมาใช้ นั่นคือเหตุผลที่มีสมมติฐานโลก RNA ดั้งเดิม.

อาร์เอ็นเอเดียวกันสามารถทำซ้ำตัวเองและมีส่วนร่วมในการก่อตัวของโปรตีน DNA สามารถมาเป็นอันดับที่สองและถูกเลือกให้เป็นโมเลกุลของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมใน RNA.

สิ่งนี้อาจเกิดขึ้นได้จากหลายสาเหตุส่วนใหญ่เป็นเพราะ DNA มีปฏิกิริยาน้อยกว่าและมีความเสถียรมากกว่า RNA.

ข้อสรุป

บทสรุปหลักของการออกแบบการทดลองนี้สามารถสรุปได้ด้วยคำสั่งต่อไปนี้: โมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนอาจมีต้นกำเนิดมาจากโมเลกุลอนินทรีย์ที่ง่ายกว่าถ้าพวกเขาสัมผัสกับสภาพของบรรยากาศดั้งเดิมเช่นแรงดันสูงรังสีอัลตราไวโอเลตและต่ำ ปริมาณออกซิเจน.

นอกจากนี้โมเลกุลอนินทรีย์บางตัวก็พบว่าเป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการสร้างกรดอะมิโนและนิวคลีโอไทด์.

การทดลองทำให้เราสามารถสังเกตได้ว่าการสร้างกลุ่มสิ่งมีชีวิตนั้นเป็นอย่างไรโดยสมมติว่าสภาพแวดล้อมดั้งเดิมสอดคล้องกับข้อสรุปที่อธิบายไว้.

มีความเป็นไปได้สูงว่าโลกก่อนการปรากฏตัวของชีวิตจะมีจำนวนและความซับซ้อนมากกว่าที่มิลเลอร์ใช้.

แม้ว่ามันจะไม่น่าเป็นไปได้ที่จะเสนอจุดกำเนิดของชีวิตบนพื้นฐานของโมเลกุลที่เรียบง่ายเช่นนี้ แต่มิลเลอร์ก็สามารถพิสูจน์ได้ด้วยการทดลองที่ชาญฉลาดและชาญฉลาด.

วิจารณ์การทดลอง

ยังคงมีการถกเถียงและถกเถียงกันเกี่ยวกับผลของการทดลองนี้และวิธีการที่เซลล์แรกเกิดขึ้น.

ในปัจจุบันมีความเชื่อกันว่าองค์ประกอบที่มิลเลอร์เคยสร้างในบรรยากาศดั้งเดิมนั้นไม่สอดคล้องกับความเป็นจริงของมัน วิสัยทัศน์ที่ทันสมัยกว่าทำให้ภูเขาไฟมีบทบาทสำคัญและเสนอให้ก๊าซที่โครงสร้างเหล่านี้ผลิตเป็นแร่ธาตุ.

ประเด็นสำคัญของการทดลองของมิลเลอร์ก็ถูกตั้งคำถามเช่นกัน นักวิจัยบางคนคิดว่าบรรยากาศมีผลกระทบเพียงเล็กน้อยต่อการสร้างสิ่งมีชีวิต.

การอ้างอิง

  1. Bada, J. L. , & Cleaves, H. J. (2015) การจำลอง Ab ริเริ่มและการทดสอบการสังเคราะห์พรีไบโอติกพรีมิลเลอร์. การดำเนินการของ National Academy of Sciences, 112(4), E342-E342.
  2. Campbell, N. A. (2001). ชีววิทยา: แนวคิดและความสัมพันธ์. การศึกษาของเพียร์สัน.
  3. Cooper, G.J. , Surman, A.J. , McIver, J. , Colon-Santos, S.M. , Gromski, P.S. , Buchwald, S. , ... & Cronin, L. (2017) การทดลอง Spark-Discharge ของ Miller-Urey ในโลกดิวเทอเรียม. 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) กำลังทำการทดลองของ Miller-Urey. วารสารการทดลองด้วยภาพ: JoVE, (83).
  5. Sadava, D. , & Purves, W. H. (2009). ชีวิต: วิทยาศาสตร์ของชีววิทยา. Ed. Panamericana การแพทย์.