protobionts가 따라 생물학적 단지 있습니다 에 생명의 기원에 관한 몇 가지 가설, 세포를 앞에. Oparín에 따르면, 이들은 반투과성 지질막 또는 이와 유사한 구조로 둘러싸인 분자 집합체입니다.
이러한 생물 분자 응집체는 외부 환경과는 다른 막 내부의 화학적 구성을 유지하는 단순한 재생산 및 신진 대사를 나타낼 수 있습니다.
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다른 연구자들에 의해 실험실에서 수행 된 일부 실험은 비 생물 분자에서 생성 된 유기 화합물을 빌딩 블록으로 사용하여 원생 생물이 자발적으로 형성 될 수 있음을 밝혀 냈습니다.
이러한 실험의 예는 막으로 둘러싸인 작은 물방울의 응집체 인 리포좀의 형성입니다. 이것은 지질이 물에 첨가 될 때 형성 될 수 있습니다. 다른 유형의 유기 분자가 추가 될 때도 발생합니다.
프리 바이오 틱 시대의 연못에서 리포솜과 같은 물방울이 형성되고 이들은 아미노산의 일부 중합체를 무작위로 통합 할 수 있습니다.
중합체가 특정 유기 분자를 막에 투과 할 수있게 만든 경우, 상기 분자를 선택적으로 통합하는 것이 가능할 것이다.
속성 및 특성
추정되는 protobionts는 현대 세포에 존재하는 지질막을 연상시키는 물방울 표면에 이중층 (2 개의 층) 형태로 조직 된 소수성 분자로 형성 될 수 있습니다.
Wikimedia Commons의 Mariana Ruiz Villarreal, LadyofHats
반투과성 막
구조가 선택적으로 투과 할 수 있기 때문에 리포솜은 배지의 용질 농도에 따라 팽창하거나 수축 할 수 있습니다.
즉, 리포솜이 저장성 환경 (세포 내부의 농도가 더 높음)에 노출되면 물이 구조로 들어가 리포솜이 팽창합니다. 대조적으로, 배지가 고혈압이면 (세포의 농도가 더 낮음) 물은 외부 배지로 이동합니다.
이 특성은 리포솜에만있는 것이 아니라 유기체의 실제 세포에도 적용될 수 있습니다. 예를 들어 적혈구가 저장성 환경에 노출되면 폭발 할 수 있습니다.
흥분
리포솜은 표면을 가로 지르는 전압 인 막 전위의 형태로 에너지를 저장할 수 있습니다. 이 구조는 신경계의 신경 세포에서 발생하는 과정을 연상시키는 방식으로 전압을 방전 할 수 있습니다.
리포좀은 살아있는 유기체의 몇 가지 특성을 가지고 있습니다. 그러나 리포솜이 살아 있다고 주장하는 것과는 다릅니다.
유래
프리 바이오 틱 환경에서 생명의 기원과 진화를 설명하려는 다양한 가설이 있습니다. protobionts의 기원을 논의하는 가장 뛰어난 가정은 다음과 같습니다.
Oparin과 Haldane 가설
생화학 적 진화에 대한 가설은 1924 년 Alexander Oparin과 1928 년 John DS Haldane에 의해 제안되었습니다.
이 가정은 프리 바이오 틱 대기에 산소가 부족했지만 에너지 원의 존재 덕분에 유기 화합물의 형성으로 이어진 다량의 수소로 인해 강하게 환원되고 있다고 가정합니다.
이 가설에 따르면, 지구가 냉각됨에 따라 화산 폭발로 인한 증기가 응축되어 폭우가 계속 쏟아집니다. 물이 떨어지면 미네랄 소금과 기타 화합물을 함유하여 유명한 원시 수프 또는 영양 국물을 생성했습니다.
이 가상 환경에서 프리 바이오 틱 화합물이라고 불리는 큰 분자 복합체가 형성되어 점점 더 복잡한 세포 시스템이 생길 수 있습니다. Oparin은 이러한 구조를 protobiont라고 불렀습니다.
protobionts의 복잡성이 증가함에 따라 그들은 유전 정보를 전달하는 새로운 능력을 얻었고 Oparin은 이러한 더 발전된 형태에 eubionts라는 이름을 부여했습니다.
밀러와 유리 실험
1953 년 Oparin이 가정 한 후 연구원 Stanley L. Miller와 Harold C. Urey는 단순한 무기 물질에서 시작하는 유기 화합물의 형성을 확인하기 위해 일련의 실험을 수행했습니다.
Miller와 Urey는 Oparin이 제안한 조건으로 프리 바이오 틱 환경을 소규모로 시뮬레이션 한 실험 설계를 만들어 아미노산, 지방산, 포름산, 요소 등과 같은 일련의 화합물을 얻을 수있었습니다.
protobionts의 유전 물질
RNA 세계
현재 분자 생물 학자들의 가설에 따르면, protobiont는 DNA 분자 대신 RNA 분자를 운반하여 정보를 복제하고 저장할 수있었습니다.
단백질 합성에서 근본적인 역할을하는 것 외에도 RNA는 효소 역할을하고 촉매 반응을 수행 할 수도 있습니다. 이러한 특성으로 인해 RNA는 protobionts에서 첫 번째 유전 물질이 될 것으로 표시된 후보입니다.
촉매 작용을 할 수있는 RNA 분자는 리보 자임이라고 불리며 RNA의 짧은 스트레치의 상보 적 서열로 복제하고 스 플라이 싱 과정을 매개하여 서열의 스트레치를 제거 할 수 있습니다.
내부에 촉매 RNA 분자를 가진 원생 생물은이 분자가없는 동족체와는 달랐습니다.
protobiont가 성장, 분열 및 RNA를 자손에게 전달할 수있는 경우 Darwinian 자연 선택 과정이이 시스템에 적용될 수 있으며 RNA 분자가있는 protobiont는 개체군에서 빈도를 증가시킵니다.
이 protobiont의 출현 가능성은 매우 낮을 수 있지만, 초기 지구의 수역에 수백만 개의 protobiont가 존재할 수 있음을 기억할 필요가 있습니다.
DNA의 출현
DNA는 깨지기 쉽고 부정확하게 복제되는 RNA 분자에 비해 훨씬 더 안정적인 이중 가닥 분자입니다. 복제의 관점에서 이러한 정확성의 속성은 protobionts의 게놈 크기가 증가함에 따라 더욱 필요하게되었습니다.
프린스턴 대학의 프리먼 다이슨 연구원은 DNA 분자가 촉매 적 특성을 가진 무작위 아미노산 중합체에 의한 복제를 지원하는 짧은 구조 일 수 있다고 제안합니다.
이 초기 복제는 다량의 유기 모노머를 저장 한 원생 생물 내에서 발생할 수 있습니다.
DNA 분자의 출현 이후, RNA는 번역을위한 중개자로서의 현재 역할을 시작하여 "DNA의 세계"를 만들 수 있습니다.
참고 문헌
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