تجربة ميلر وأوري في ما تشكله ، والأهمية والاستنتاجات

ال تجربة ميلر وأوري وهو يتكون في إنتاج جزيئات عضوية باستخدام جزيئات غير عضوية أبسط كمواد البدء في ظل ظروف معينة. كان الهدف من التجربة هو إعادة تهيئة ظروف الأجداد لكوكب الأرض.

القصد من هذا الترفيه هو التحقق من الأصل المحتمل للجزيئات الحيوية. في الواقع ، حققت المحاكاة إنتاج جزيئات - مثل الأحماض الأمينية والأحماض النووية - ضرورية للكائنات الحية.

مؤشر

• 1 قبل ميلر وأوري: منظور تاريخي
• 2 ماذا تتكون؟?
• 3 النتائج
• 4 الأهمية
• 5 استنتاجات
• 6 انتقادات للتجربة
• 7 المراجع

قبل ميلر وأوري: منظور تاريخي

لطالما كان تفسير أصل الحياة موضوعًا مثيرًا للجدل ومناقشات مكثفة. خلال عصر النهضة ، كان يعتقد أن الحياة نشأت فجأة ومن لا شيء. تعرف هذه الفرضية باسم التوليد التلقائي.

في وقت لاحق ، بدأ التفكير النقدي للعلماء في الإنبات وتجاهلت الفرضية. ومع ذلك ، فإن السؤال الذي طرح في البداية ظل منتشرا.

في العشرينات من القرن العشرين ، استخدم العلماء في ذلك الوقت مصطلح "الحساء البدائي" لوصف بيئة محيطية افتراضية نشأت فيها الحياة على الأرجح.

كانت المشكلة في اقتراح أصل منطقي للجزيئات الحيوية التي تجعل الحياة ممكنة (الكربوهيدرات والبروتينات والدهون والأحماض النووية) من الجزيئات غير العضوية.

بالفعل في الخمسينيات ، وقبل تجارب ميلر وأوري ، تمكنت مجموعة من العلماء من تصنيع حمض الفورميك من ثاني أكسيد الكربون. تم نشر هذا الاكتشاف الهائل في المجلة المرموقة علم.

ماذا تتكون؟?

بحلول عام 1952 ، صمم ستانلي ميلر وهارولد أوري بروتوكولًا تجريبيًا لمحاكاة بيئة بدائية في نظام مبتكر من الأنابيب الزجاجية والأقطاب الكهربائية التي تم بناؤها بأنفسهم..

تم تشكيل النظام من قارورة بالماء ، مماثلة للمحيط البدائي. كان متصلاً بتلك القارورة الأخرى التي تحتوي على مكونات البيئة prebiotic المفترضة.

استخدم ميلر وأوري النسب التالية لإعادة إنشائها: 200 مم زئبق من الميثان (CH₄) ، 100 مم زئبق من الهيدروجين (H₂) ، 200 مم زئبق من الأمونيا (NH₃) و 200 مل من الماء (H₂O).

كان للنظام أيضًا مكثف ، تتمثل مهمته في تبريد الغازات كما يفعل المطر عادة. وبالمثل ، قاموا بدمج قطبين قادرين على إنتاج الفولتية العالية ، بهدف إنشاء جزيئات شديدة التفاعل تعمل على تحفيز تكوين جزيئات معقدة.

سعت هذه الشرر لمحاكاة الأشعة والبرق المحتملة للبيئة prebiotic. انتهى الجهاز بجزء على شكل حرف "U" منع البخار من السير في الاتجاه المعاكس.

تلقت التجربة صدمة كهربائية لمدة أسبوع ، في نفس الوقت الذي يتم فيه تسخين الماء. عملية التدفئة محاكاة الطاقة الشمسية.

النتائج

في الأيام الأولى ، كان مزيج التجربة نظيفًا تمامًا. على مدار الأيام ، بدأ الخليط يتحول إلى اللون المحمر. في نهاية التجربة ، اكتسب هذا السائل لونًا أحمر كثيفًا بني اللون وزادت اللزوجة بشكل ملحوظ.

حققت التجربة هدفها الرئيسي وتم توليد جزيئات عضوية معقدة من المكونات الافتراضية للجو البدائي (الميثان والأمونيا والهيدروجين وبخار الماء).

تمكن الباحثون من التعرف على آثار الأحماض الأمينية ، مثل جليكاين ، ألانين ، حمض الأسبارتيك وحمض أميني - ن بوتريك ، والتي هي المكونات الرئيسية للبروتينات.

ساهم نجاح هذه التجربة في مواصلة الباحثين الآخرين استكشاف أصل الجزيئات العضوية. بإضافة تعديلات على بروتوكول ميلر وأوري ، تمكنا من إعادة إنشاء الأحماض الأمينية العشرين المعروفة.

كان من الممكن أيضًا توليد النيوكليوتيدات ، وهي اللبنات الأساسية للمادة الوراثية: الحمض النووي (حمض الديوكسي ريبونوكلييك) والحمض النووي الريبي (الحمض النووي الريبي).

أهمية

أثبتت التجربة بشكل تجريبي ظهور الجزيئات العضوية وتقترح سيناريو جذابًا للغاية لشرح أصل الحياة المحتمل.

ومع ذلك ، يتم إنشاء معضلة الكامنة ، لأن جزيء الحمض النووي ضروري لتوليف البروتينات والحمض النووي الريبي. تذكر أن العقيدة المركزية لعلم الأحياء تقترح أن يتم نسخ الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي وأنه يتم نقله إلى بروتينات (الاستثناءات معروفة بهذا الافتراض ، مثل الفيروسات القهقرية).

لذلك ، كيف يتم تشكيل هذه الجزيئات الحيوية من مونومراتها (الأحماض الأمينية والنيوكليوتيدات) دون وجود الحمض النووي?

لحسن الحظ ، تمكن اكتشاف الريبوزيمات من توضيح هذه المفارقة الواضحة. هذه الجزيئات هي الحمض النووي الريبي الحفاز. هذا يحل المشكلة لأن نفس الجزيء يمكن أن يحفز ويحمل المعلومات الوراثية. هذا هو السبب في وجود فرضية العالم RNA البدائية.

الحمض النووي الريبي نفسه يمكنه تكرار نفسه والمشاركة في تكوين البروتينات. يمكن أن يأتي الحمض النووي بشكل ثانوي ويتم اختياره كجزيء من الميراث على الحمض النووي الريبي.

قد يحدث هذا لعدة أسباب ، بشكل رئيسي لأن الحمض النووي أقل تفاعلًا وأكثر استقرارًا من الحمض النووي الريبي.

الاستنتاجات

يمكن تلخيص الاستنتاج الرئيسي لهذا التصميم التجريبي بالعبارة التالية: يمكن أن تنشأ جزيئات عضوية معقدة من جزيئات غير عضوية أبسط ، إذا تعرضت لظروف الغلاف الجوي المفترض مثل الفولتية العالية والإشعاع فوق البنفسجي ومنخفضة محتوى الأكسجين.

بالإضافة إلى ذلك ، تم العثور على بعض الجزيئات غير العضوية التي تعتبر مرشحة مثالية لتشكيل بعض الأحماض الأمينية والنيوكليوتيدات.

تسمح لنا التجربة بمراقبة كيف يمكن أن يكون إنشاء كتل الكائنات الحية ، على افتراض أن البيئة البدائية تتوافق مع الاستنتاجات الموصوفة..

من المحتمل جدًا أن يحتوي العالم قبل ظهور الحياة على مكونات أكثر تعقيدًا من تلك المستخدمة من قبل ميلر.

على الرغم من أنه من غير المعقول اقتراح أصل الحياة بناءً على هذه الجزيئات البسيطة ، إلا أن ميلر يمكنه إثبات ذلك بتجربة خفية ومبدعة.

النقاد لهذه التجربة

لا تزال هناك مناقشات وخلافات حول نتائج هذه التجربة وكيف نشأت الخلايا الأولى.

حاليا ، يعتقد أن المكونات التي استخدمها ميلر لتشكيل الغلاف الجوي البدائي لا تتوافق مع الواقع. رؤية أكثر حداثة تعطي البراكين دورًا مهمًا وتقترح أن الغازات التي تنتجها هذه الهياكل معادن.

وهناك نقطة أساسية في تجربة ميلر قد تم استجوابها أيضًا. يعتقد بعض الباحثين أن الغلاف الجوي كان له تأثير ضئيل على تكوين الكائنات الحية.

مراجع

1. Bada، J. L.، & Cleaves، H. J. (2015). المحاكاة أب ابيو وتجربة ميلر prebiotic التجميعي. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم, 112(4) ، E342-E342.
2. كامبل ، ن. أ. (2001). علم الأحياء: المفاهيم والعلاقات. بيرسون التعليم.
3. Cooper، G.J.، Surman، A.J.، McIver، J.، Colon-Santos، S.M.، Gromski، P.، Buchwald، S.، ... & Cronin، L. (2017). تجارب ميلر-يوري سبارك-إفراغ في عالم الديوتيريوم. 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). إجراء تجارب ميلر أوري. مجلة التجارب المرئية: JoVE, (83).
5. Sadava، D.، & Purves، W. H. (2009). الحياة: علم الأحياء. Ed. Panamericana Medical.