Protobiontes

De protobionten zijn een type lipide abiotische structuren die voorafgingen aan de eerste cellen

Wat zijn de protobiones?

De protobiontes O protoconples zijn biologische complexen die volgens sommige hypothesen die verband houden met de oorsprong van het leven, voorafgegaan cellen. Volgens de Russische biochemist Aleksander Oparin (1894-1980) zijn dit moleculaire aggregaten omgeven door een semipermeable lipidemembraan of een structuur vergelijkbaar met dit.

Deze biotische moleculaire aggregaten konden.

Sommige experimenten die door verschillende onderzoekers in het laboratorium zijn uitgevoerd, hebben aangetoond dat protobionten spontaan konden worden gevormd met behulp van structurele blokken de organische verbindingen die zijn gecreëerd uit abiotische moleculen.

Voorbeelden van deze experimenten zijn de vorming van liposomen, die aggregaties zijn van kleine druppels omgeven door membranen. Deze kunnen worden gevormd wanneer lipiden aan het water worden toegevoegd. Het treedt ook op wanneer een ander type organische moleculen worden toegevoegd.

Het zou kunnen gebeuren dat liposomos -achtige druppels werden gevormd in vijvers van prebiotische tijden en willekeurig sommige aminozuurpolymeren opgenomen.

In een dergelijk geval dat polymeren het membraan permeabel maakten voor bepaalde organische moleculen, zouden deze moleculen selectief worden opgenomen.

Eigenschappen en kenmerken van de Protobionts

De veronderstelde protobionten konden worden gevormd uit hydrofobe moleculen die waren georganiseerd in bilay -kormen (twee lagen) op het oppervlak van een druppel, waarbij de lipidemembranen in de huidige cellen worden herinnerd.

Semipermeabele membranen

Aangezien de structuur selectief permeabel is, kan liposoom opzwellen of afkomen, afhankelijk van de concentratie van middelgrote opgeloste stoffen.

Dat wil zeggen, als het liposoom wordt blootgesteld aan een hypotonisch medium (de concentratie in de cel is hoger), komt het water in de structuur en zweert het liposoom. Als het medium daarentegen hypertonisch is (de concentratie van de cel is lager), beweegt het water naar de buitenste omgeving.

Het kan u van dienst zijn: Timolphthalein: kenmerken, voorbereiding en toepassingen

Deze eigenschap is niet uniek voor liposomen, het kan ook worden toegepast op de huidige cellen van een organisme. Als bijvoorbeeld rode bloedcellen worden blootgesteld aan een hypotonisch medium, kunnen ze exploderen.

Prikkelbaarheid

Liposomen kunnen energie opslaan in de vorm van membraanpotentiaal, die bestaat uit een spanning door het oppervlak. De structuur kan de spanning downloaden op een manier die doet denken aan het proces dat optreedt in de neuronale cellen van het zenuwstelsel. 

Liposomen vormen verschillende kenmerken van levende organismen. Het is echter niet hetzelfde als zeggen dat liposomen leven.

Oorsprong van protobiontes

Er is een grote diversiteit aan hypothese die proberen de oorsprong en evolutie van het leven in een prebiotische omgeving te verklaren. De meest uitstekende postulaten zullen hieronder worden beschreven die de oorsprong van de protobi's bespreken:

Oparin- en Haldane -hypothese

De hypothese over biochemische evolutie werd voorgesteld door Alexander Oparin in 1924 en door John D. S. Haldane (1892-1984) in 1928.

Dit postulaat veronderstelt dat de prebiotische atmosfeer zuurstof ontbrak, maar sterk reductief was, met grote hoeveelheden waterstof die aanleiding gaven tot de vorming van organische verbindingen dankzij de aanwezigheid van energiebronnen.

Volgens deze hypothese, terwijl de koeling van de aarde plaatsvond, werd de damp van de vulkanische uitbarstingen, die neersloeg als sterke en constante regenval gecondenseerd. Toen het water viel, sleepte het minerale zouten en andere verbindingen, wat aanleiding gaf tot de beroemde originele soep of voedingsbouillon.

In deze hypothetische omgeving kunnen grote moleculaire complexen die prebiotische verbindingen worden genoemd, worden gevormd, die steeds complexere cellulaire systemen veroorzaakten. Oparin noemde deze protobiones.

Kan u dienen: Monera Kingdom

Naarmate de protobiontes hun complexiteit verhoogden, verwierven ze nieuwe capaciteiten om genetische informatie over te brengen, en Oparin verleende de naam Eubiontes aan deze meer geavanceerde vormen.

Miller en Urey Experiment

In 1953, na de postulaten van Oparin, onderzoekers Stanley L. Miller (1930-2007) en Harold C. Urey (1893-1981) ontwikkelde een reeks experimenten om de vorming van organische verbindingen te controleren op basis van eenvoudige anorganische materialen.

Miller and Urey managed to create an experimental design that simulated prebiotic environments with the conditions proposed by small -scale OPARIN, obtaining a series of compounds such as amino acids, fatty acids, formic acid, urea, among others.

Genetisch materiaal van protobionts

RNA World

Volgens de hypothese van huidige moleculaire biologen droegen protobionten RNA -moleculen, in plaats van DNA -moleculen, waardoor ze informatie konden repliceren en opslaan.

Naast een fundamentele rol in eiwitsynthese, kan RNA zich ook gedragen als een enzym en katalyse -reacties uitvoeren. Vanwege dit kenmerk is RNA een kandidaat die wordt aangegeven het eerste genetische materiaal te zijn in Protobionts.

RNA -moleculen die in staat zijn om katalyse te veroorzaken, worden ribzymen genoemd en kunnen kopieën bereiden met complementaire sequenties van korte RNA -secties en het proces van bemiddelen Splitsing, Het elimineren van sequentiescènes.

Een protobionte die een katalytisch RNA -molecuul presenteerde, varieerde van hun tegenhangers die deze molecuul ontbrak.

In het geval dat de protobion kan groeien, delen en het RNA overbrengen naar zijn nakomelingen, kunnen Darwinian Natural Selection -processen op dit systeem worden toegepast, en protobionten met RNA -moleculen zouden hun frequentie in de populatie in de populatie verhogen.

Het kan u van dienst zijn: Bentonische oganisme: wat zijn, kenmerken, voeding, voorbeelden

Hoewel het uiterlijk van deze protobionte zeer onwaarschijnlijk kan zijn, is het noodzakelijk om te onthouden dat er miljoenen protobiontes in de waterlichamen van de primitieve aarde zouden kunnen zijn.

DNA -uiterlijk

DNA is een veel stabieler twee -tijd molecuul, vergeleken met het RNA -molecuul, dat fragiel is en onnauwkeurig is. Deze nauwkeurigheidseigenschap in termen van replicatie begon meer noodzakelijk te zijn naarmate de genomen van Protobionts in grootte toenamen.

Aan de Princeton University stelt onderzoeker Freeman Dyson (1923-2020) voor dat DNA-moleculen korte structuren hadden kunnen zijn, geholpen bij hun replicatie door willekeurige aminozuurpolymeren met katalytische eigenschappen met katalytische eigenschappen.

Deze vroege replicatie zou kunnen optreden in de protobiontes die grote hoeveelheden organische monomeren hadden opgeslagen.

Na het verschijnen van het DNA -molecuul was het RNA in staat om zijn huidige kranten te spelen als een tussenpersoon van de vertaling, waardoor de "wereld van DNA" werd gecreëerd ".

Referenties

1. Altstein, een. D. (2015). De progene hypothese: de nucleoproteïnewereld en hoe het leven begon. Biologie direct, 10, 67.
2. Audesirk, T., AudeseK, g., & Byers, B. EN. (2003). Biologie: leven op aarde. Pearson Education.
3. Campbell, een. N., & Reece, j. B. (2005). biologie. Pan -Amerikaans medisch redactioneel.
4. Bereik, m. (2007). Biologie 1: een constructivistische benadering. Pearson Education.
5. Schrum, J. P., Zhu, t. F., & Szostak, J. W. (2010). De oorsprong van het cellulaire leven. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, A002212.
6. Stano, p., & Mavelli, f. (2015). Protocells modellen in de oorsprong van het leven en synthetische biologie. Leven, 5(4), 1700-1702.