Evolusi prebiotik di mana itu terjadi dan apa yang diperlukan

Syarat Evolusi Prebiotik Ini mengacu pada serangkaian skenario hipotetis yang berupaya menjelaskan asal -usul kehidupan berdasarkan materi tidak hidup dalam lingkungan dalam kondisi primitif.

Telah diusulkan bahwa kondisi atmosfer primitif sangat berkurang, yang mendukung pembentukan molekul organik, seperti asam amino dan peptida, yang merupakan blok struktural protein; dan purin dan pirimidin, yang membentuk asam nukleat - DNA dan RNA.

Sumber: Pixabay.com

[TOC]

Kondisi primitif

Bayangkan bagaimana bentuk kehidupan pertama muncul di bumi bisa menjadi pertanyaan yang menantang - dan bahkan hampir mustahil - jika kita tidak menempatkan diri kita di lingkungan primitif yang benar.

Dengan demikian, kunci untuk memahami kehidupan dari molekul abiotik yang ditangguhkan dalam "kaldu primitif" yang terkenal adalah atmosfer di lingkungan yang jauh tersebut.

Meskipun tidak ada kesepakatan total mengenai komposisi kimia atmosfer, karena tidak ada cara untuk mengkonfirmasi sepenuhnya, hipotesis berkisar dari mengurangi komposisi (CH₄ + N₂, NH₃ + H₂Atau atau co₂ + H₂ + N₂) Lingkungan yang lebih netral (dengan hanya CO₂ + N₂ + H₂SALAH SATU).

Secara umum diterima bahwa atmosfer tidak memiliki oksigen (elemen ini meningkatkan konsentrasinya secara signifikan dengan kedatangan kehidupan). Untuk sintesis yang efisien dari asam amino, purin, pirimidin dan gula, adanya lingkungan pereduksi diperlukan.

Dalam hal atmosfer nyata pada waktu itu tidak memiliki kondisi kimia prebiotik ini, senyawa organik harus tiba dari partikel debu atau badan luar angkasa lainnya seperti meteorit.

Di mana evolusi prebiotik terjadi?

Ada beberapa hipotesis dalam kaitannya dengan ruang fisik di bumi yang memungkinkan pengembangan biomolekul dan replikator pertama.

Teori yang telah memenangkan sejumlah besar pengikut dalam pembentukan awal biomolekul di sumber hidrotermal laut. Namun, penulis lain merasa tidak mungkin dan mendiskreditkan daerah -daerah ini sebagai agen penting dalam sintesis prebiotik.

Dapat melayani Anda: Minyak Perendaman: Komposisi, Karakteristik, Penggunaan

Teori ini mengusulkan bahwa sintesis kimia terjadi melalui lewat air dalam istilah istilah dari 350 ° C hingga 2 ° C.

Masalah dengan hipotesis ini muncul karena senyawa organik terurai pada suhu tinggi (350 ° C) alih -alih disintesis, yang menunjukkan lingkungan yang kurang ekstrem. Jadi hipotesis telah kehilangan dukungan.

Apa yang dibutuhkan untuk evolusi prebiotik?

Untuk melakukan penelitian yang terkait dengan evolusi prebiotik, perlu menjawab serangkaian pertanyaan yang memungkinkan kita memahami kemunculan kehidupan.

Kita harus mempertanyakan jenis proses katalitik apa yang disukai asal usul kehidupan dan dari mana energi yang lebih disukai reaksi pertama diambil. Saat menjawab pertanyaan -pertanyaan ini, kita dapat melangkah lebih jauh dan bertanya pada diri sendiri apakah molekul pertama yang muncul adalah membran, replikator atau metabolit.

Selanjutnya kita akan menanggapi masing -masing pertanyaan ini untuk mencapai pemahaman tentang kemungkinan asal kehidupan di lingkungan prebiotik.

Katalis

Hidup, seperti yang kita ketahui hari ini, membutuhkan serangkaian "kondisi sedang" untuk dikembangkan. Kita tahu bahwa sebagian besar makhluk organik ada di mana suhu, kelembaban dan pH dapat diterima secara fisiologis - dengan pengecualian organisme ekstremofil, yang, seperti namanya, hidup di lingkungan yang ekstrem.

Salah satu karakteristik sistem kehidupan yang paling relevan adalah di mana -mana katalis. Reaksi kimia makhluk hidup dikatalisis oleh enzim: molekul protein kompleks yang meningkatkan kecepatan reaksi dengan besarnya.

Dapat melayani Anda: Biofisika: Sejarah, Studi Apa, Aplikasi, Konsep, Metode

Makhluk hidup pertama harus memiliki sistem analog, mungkin dari ribzim. Dalam literatur, ada pertanyaan terbuka apakah evolusi prebiotik dapat terjadi tanpa katalisis.

Menurut bukti, dengan tidak adanya katalis evolusi biologis akan sangat tidak mungkin - karena reaksi telah mengambil interval waktu yang monumental dalam terjadi. Oleh karena itu, keberadaan mereka dipostulatkan selama tahap awal kehidupan.

Energi

Energi untuk sintesis prebiotik harus muncul di suatu tempat. Diusulkan bahwa molekul anorganik tertentu, seperti polifosfat dan tionester, dapat memiliki peran penting dalam produksi energi untuk reaksi - dalam waktu sebelum keberadaan "mata uang" energi sel yang terkenal: ATP.

Dengan penuh semangat, replikasi molekul yang membawa informasi genetik adalah peristiwa yang sangat mahal. Untuk bakteri rata -rata, seperti DAN. coli, Acara replikasi tunggal membutuhkan 1,7*10¹⁰ Molekul ATP.

Berkat adanya sosok yang luar biasa tinggi ini, keberadaan sumber energi adalah kondisi yang tidak perlu dipertanyakan lagi untuk menciptakan skenario yang mungkin terjadi di mana kehidupan berasal.

Demikian juga, keberadaan reaksi tipe "redoks" dapat berkontribusi pada sintesis abiotik. Seiring waktu, sistem ini bisa menjadi elemen penting dari pengangkutan elektron dalam sel, terkait dengan produksi energi.

Manakah dari komponen sel yang berasal dari pertama?

Dalam sel ada tiga komponen dasar: membran, yang membatasi ruang seluler dan menjadikannya unit yang bijaksana; Replikator, yang menyimpan informasi; dan reaksi metabolisme, yang terjadi di dalam sistem ini. Integrasi fungsional dari ketiga komponen ini menghasilkan sel.

Itu dapat melayani Anda: studi apa ornitologi?

Oleh karena itu, dalam terang evolusi, menarik untuk mengajukan pertanyaan mana dari tiga yang pertama muncul.

Sintesis membran tampaknya sederhana, karena lipid secara spontan membentuk struktur vesikular dengan kemampuan untuk tumbuh dan membelah. Kandung empedu memungkinkan penyimpanan replikator dan menjaga metabolit terkonsentrasi.

Sekarang, perdebatan berfokus pada kepemimpinan replikasi terhadap metabolisme. Mereka yang memberi lebih banyak bobot untuk replikasi, berpendapat bahwa ribzim (RNA dengan kekuatan katalitik) dapat mereplikasi diri mereka sendiri, dan berkat penampilan mutasi, sistem metabolisme baru dapat muncul.

Visi yang berlawanan menyoroti pentingnya generasi molekul sederhana - seperti asam organik yang ada dalam siklus asam trikarboksilat - pembakaran di bawah sumber panas sedang. Di bawah perspektif ini, langkah pertama evolusi prebiotik melibatkan metabolit ini.

Referensi

1. Anderson, hlm. W. (1983). Model Saran untuk Evolusi Prebiotik: Penggunaan Kekacauan. Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional, 80(11), 3386-3390.
2. Hogeweg, hlm., & Takeuchi, n. (2003). Seleksi bertingkat dalam model evolusi prebiotik: kompartemen dan pengorganisasian diri spasial. Asal kehidupan dan evolusi biosfer, 33(4-5), 375-403.
3. Lazcano, a., & Miller, s. L. (seribu sembilan ratus sembilan puluh enam). Asal dan Evolusi Kehidupan Awal: Kimia Prebiotik, Dunia Pra-RNA, dan Waktu. Sel, 85(6), 793-798.
4. McKenney, k., & Alfonzo, J. (2016). Dari Prebiotik ke Probiotik: Evolusi dan Fungsi Modifikasi TRNA. Kehidupan, 6(1), 13.
5. Silvestre, d. KE., & Fontanari, J. F. (2008). Model paket dan krisis informasi evolusi prebiotik. Jurnal Biologi Teoritis, 252(2), 326-337.
6. Wong, J. T. F. (2009). Evolusi Prebiotik dan Astrobiologi. CRC Press.