프리 바이오 틱 진화 라는 용어 는 원시 환경의 환경에서 생명체의 기원을 설명하는 일련의 가상 시나리오를 말합니다.
원시 대기의 조건이 강하게 감소하여 단백질의 구성 요소 인 아미노산 및 펩타이드와 같은 유기 분자의 형성을 선호한다고 제안되었습니다. 및 핵산을 구성하는 퓨린 및 피리 미딘-DNA 및 RNA.
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원시 조건
지구상에서 최초의 형태의 생명체가 어떻게 출현했는지 상상하는 것은 우리가 올바른 원시 환경에 자신을 두지 않는다면 도전적이고 거의 불가능한 질문 일 수 있습니다.
따라서 유명한 "원시 수프"에 떠있는 비 생물 분자로부터 생명을 이해하는 열쇠는 그 외딴 환경의 대기입니다.
대기의 화학적 조성에 대한 완전한 합의는 없지만 완전히 확인할 방법이 없기 때문에 가설은 환원 조성 (CH 4 + N 2 , NH 3 + H 2 O 또는 CO 2 + H 2 + N 2 )보다 중립적 인 환경 (CO 2 + N 2 + H 2 O 만 사용).
일반적으로 대기에는 산소가 부족한 것으로 알려져 있습니다 (이 요소는 생명이 도래함에 따라 농도가 크게 증가했습니다). 아미노산, 퓨린, 피리 미딘 및 당의 효율적인 합성을 위해서는 환원 환경이 필요합니다.
당시의 실제 대기가 이러한 프리 바이오 틱 화학 조건을 갖지 않았다면 유기 화합물은 먼지 입자 또는 운석과 같은 다른 우주 물체에서 나왔어야했습니다.
프리 바이오 틱 진화는 어디에서 일어 났습니까?
최초의 생체 분자와 복제기의 개발을 허용 한 지구상의 물리적 공간과 관련하여 몇 가지 가설이 있습니다.
바다의 열수 분출구에서 생체 분자의 초기 형성에서 중요한 추종을 얻은 이론. 그러나 다른 저자들은 가능성이 낮으며 이러한 영역을 프리 바이오 틱 합성의 중요한 인자로 불신합니다.
이론은 350 ° C에서 2 ° C까지의 항 구배 내에서 물의 통과를 통해 화학 합성이 발생했다고 제안합니다.
이 가설의 문제는 유기 화합물이 합성되는 대신 고온 (350 ° C)에서 분해되어 덜 극단적 인 환경을 암시하기 때문에 발생합니다. 그래서 가설은지지를 잃었습니다.
프리 바이오 틱 진화에 필요한 것은 무엇입니까?
프리 바이오 틱 진화와 관련된 연구를 수행하려면 생명의 출현을 이해할 수있는 일련의 질문에 답해야합니다.
우리는 어떤 종류의 촉매 과정이 생명의 기원에 유리했는지, 그리고 첫 번째 반응에 유리한 에너지를 어디에서 가져 왔는지 자문해야합니다. 이러한 질문에 답할 때 우리는 더 나아가서 처음 나타나는 분자가 막, 복제 자 또는 대사 산물인지 물어볼 수 있습니다.
이제 프리 바이오 틱 환경에서 가능한 생명의 기원에 대한 이해를 얻기 위해 이러한 각 질문에 답할 것입니다.
촉매
오늘날 우리가 알고 있듯이 삶은 발전하기 위해 일련의 "온건 한 조건"이 필요합니다. 우리는 이름에서 알 수 있듯이 극한 환경에 사는 극한 유기체를 제외하고 온도, 습도 및 pH가 생리 학적으로 허용되는 대부분의 유기체가 존재한다는 것을 알고 있습니다.
살아있는 시스템의 가장 관련성이 높은 특성 중 하나는 촉매의 편재성입니다. 생명체의 화학 반응은 효소에 의해 촉매됩니다. 단백질 성질의 복잡한 분자는 반응 속도를 몇 배나 증가시킵니다.
최초의 생명체는 아마도 리보 자임과 같은 유사한 체계를 가지고 있었을 것입니다. 문헌에는 프리 바이오 틱 진화가 촉매없이 발생할 수 있었는지에 대한 열린 질문이 있습니다.
증거에 따르면, 촉매가 없다면 생물학적 진화는 거의 일어나지 않았을 것입니다. 따라서 그들의 존재는 삶의 초기 단계에서 가정됩니다.
에너지
프리 바이오 틱 합성을위한 에너지는 어딘가에서 나타나야했습니다. 폴리 포스페이트 및 티오 에스테르와 같은 특정 무기 분자는 세포의 유명한 에너지 "통화"인 ATP가 존재하기 이전에 반응을위한 에너지 생산에 중요한 역할을 할 수 있다고 제안되었습니다.
에너지 적으로 유전 정보를 전달하는 분자의 복제는 매우 비용이 많이 드는 사건입니다. E. coli와 같은 평균 박테리아의 경우 단일 복제 이벤트에는 1.7 * 10 10 ATP 분자 가 필요합니다 .
이 매우 높은 수치의 존재 덕분에 에너지 원의 존재는 생명이 시작된 가능성있는 시나리오를 만드는 데 의심 할 여지가없는 조건입니다.
마찬가지로, "산화 환원"유형 반응의 존재는 비 생물 적 합성에 기여했을 수 있습니다. 시간이 지남에 따라이 시스템은 에너지 생산과 관련된 세포 내 전자 수송의 중요한 요소가 될 수 있습니다.
어떤 세포 성분이 먼저 유래 되었습니까?
세포에는 세 가지 기본 구성 요소가 있습니다. 세포 공간을 구분하고 분리 된 단위로 바꾸는 막; 정보를 저장하는 복제 자; 그리고이 시스템 내에서 발생하는 대사 반응. 이 세 가지 구성 요소의 기능적 통합은 세포를 생성합니다.
따라서 진화에 비추어 볼 때 세 가지 중 어느 것이 먼저 발생했는지 묻는 것이 흥미 롭습니다.
지질은 자연적으로 성장하고 분열 할 수있는 소포 구조를 형성하기 때문에 막의 합성은 간단 해 보입니다. 소포는 리플리케이터의 저장을 허용하고 대사 산물을 집중 상태로 유지합니다.
이제 논쟁은 복제 대 대사의 리더십에 초점을 맞추고 있습니다. 복제에 더 많은 비중을 두는 사람들은 리보 자임 (촉 매력을 가진 RNA)이 스스로 복제 할 수 있었고 돌연변이의 출현 덕분에 새로운 대사 시스템이 발생할 수 있다고 주장합니다.
반대의 관점은 적당한 열원 하에서의 연소에 트리 카르 복실 산 회로에 존재하는 유기산과 같은 단순한 분자 생성의 중요성을 강조합니다. 이러한 관점에서 프리 바이오 틱 진화의 첫 번째 단계는 이러한 대사 산물을 포함합니다.
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