kémiai evolúció biológiai evolúció - szegedi...
TRANSCRIPT
KORAI ELKÉPZELÉSEK
Primitív élet: spontán
Fejlett élet: a Teremtő által
Francesco Redi Lazzaro Spallanzani
Élet spontán nem keletkezik Minden élőlény másik élőlényből keletkezik
Pasteur kísérlete 1860-as évek
levegő
mikrobák csapdában
Az ősnemzés tana hamis! A mikrobák a levegőből kerülnek a húslevesben, nem pedig abban keletkeztek!
• A szerves anyagok különféle reakció eredményeképpen egyre bonyolultabbak lesznek
• Egyes makromolekulák kolloid aggregátumokat (koacervátumok) képeznek.
• A koacervátumok képesek a külvilágból anyagokat szelektíven felvenni
• Kémiai evolúció révén primitív élőlények keletkeznek
Oparin hipotézise Alexander Oparin
1. Szerves monomerek keletkezése szervetlen anyagból
2. Polimerek képződése
3. Önreplikálódó molekulák képződése
4. Elhatárolódás a külvilágtól - az elősejt képződése
0. Szervetlen anyag
1. Szerves monomerek
2. polimer
3. Komplementer lánc
4. Membránnal határolt kompartment
Az élet keletkezése 4 lépésben
- modern felfogás
vízgőz
CH4
Elektród
hűtés
Hideg víz
A lehűtött víz szerves anyagokat tartalmaz
Mintavétel
H2O
Stanley Miller
Szervetlen anyagból szerves anyagok: - aminosavak, cukrok, és nukleotid bázisok
De nem keletkezett: - ribóz, hosszú szénláncú zsírok, peptid kötés
1. Szerves monomerek képződése - Miller kísérlete (1953)
1. Ősleves: óceánokban, tócsákban 2. Őspizza: ásványi felszínek 3. Esőcseppek: esőcseppekben
Hol alakultak ki az életfeltételek?
Hipotézisek:
Feltételezés: redukáló őslégkör
3. Replikáció - Az RNS világ - a 22-es csapdája
Monomerek
Rövid RNS polimerek képződése
1
Replikáció
2
ribozimek
Az RNS önreplikációja RNS
Az önreplikálódó RNS templátként szolgál a fehérjeszintézishez
Polipeptid
A polipeptid segíti az RNS replikációját
Az RNS világ – RNS replikáció fehérjével
A genetikai kódolás evolúciója
RNS RNS RNS protein DNS RNS Protein genetikai info ribozim genetikai info enzim genetikai info messenger enzim
RNS
Polipeptid
4. A membrán és a progenota
Kétrétegű foszfolipid réteg spontán képződése
Membrán
Hidrofil fej
Hidrofób farok
H2O
Korai életfeltételek
Primitív sejtek:
(1)Kemoszintetizáló baktériumok (4 milliárd év) - energia: H2S oxidációja
(2) Anaerob fotoszintetizáló baktériumok (3.8 mrd év)
- a fényenergiát csak ATP képzésre használják (fotolízisre nem) - a szerves molekulák előállításhoz szükséges H-t H2S-ből vagy szerves anyagból.
(3) Cianobaktériumok:
- H forrásként a vizet használták (3.2 mrd év): O2: 2 milliárd éven keresztül nem szaporodott fel a légkörben (Fe2+ megkötötte), csak 1.5 milliárd éve kezdett növekedni
- O2: aero-respiráció kialakulásához
- O2 – UV – O3. : megvédi az élőlényeket, főként a szárazföldön
Kezesség: Néhány molekula a kötések pozíciója alapján két-féle verzióban (tükör szimmetria)
Cukrok: jobbkezesek
Aminosavak: balkezesek
Az élet monofiletikus eredetű - kiralitás