Pääsolujen teorioiden alkuperä (Prokaryot ja Eukaryota)

Hän Solujen alkuperä Päivämäärät ovat yli 3: een.500 miljoonaa vuotta vanha. Tapa, jolla nämä funktionaaliset yksiköt ovat peräisin.

Elämän alkuperä sinänsä Viiniä mukana solujen alkuperä. Alkeellisessa ympäristössä ympäristöolosuhteet olivat hyvin erilaisia ​​kuin nykyään havaitsimme. Happipitoisuus oli käytännössä nolla, ja ilmakehässä toinen kaasukongraatio hallitsi.

Lähde: Pixabay.com

Laboratorion erilaiset kokemukset ovat osoittaneet, että maan alkuperäisissä ympäristöolosuhteissa on mahdollista polymerointia orgaanisille järjestelmille ominaisia ​​ominaisuuksia, nimittäin: aminohapot, sokerit jne.

Molekyyli, jolla on katalyyttinen kapasiteetti ja replikoituminen (potentiaalisesti RNA), voitaisiin lukita fosfolipidikalvoon muodostaen ensimmäiset primitiiviset prokaryoottiset solut, jotka kehittyivät Darwinian periaatteiden jälkeen.

Samoin eukaryoottisen solun alkuperä selitetään yleensä endosimbioottisen teorian avulla. Tämä ajatus tukee sitä, että iso bakteeri nielaisi pienemmän ja ajan myötä syntyneet organelit, jotka tunnemme tänään (kloroplastit ja mitokondriot).

[TOC]

Soluteoria

Solu Se on termi, joka tulee latinalaisesta juuresta Pinta, Mitä reikä tarkoittaa. Nämä ovat elävien olentojen toiminnallisia ja rakenteellisia yksiköitä. Termiä käytti ensin seitsemännentoista vuosisadan aikana tutkija Robert Hooke, kun hän tutki korkkilevyä mikroskoopin valossa ja havaitsi eräänlaisia ​​soluja.

Tällä löytöllä enemmän tutkijoita - korostaen Theodor Schwannin ja Matthias Schleidenin panoksia - olivat kiinnostuneita elävien aineiden mikroskooppisesta rakenteesta. Tällä tavalla syntyy yksi biologian tärkeimmistä pilareista: soluteoria.

Teoria väittää, että: (a) kaikki orgaaniset olennot koostuvat soluista; (b) solut ovat elämän yhtenäisyyttä; c) Elämää tukevat kemialliset reaktiot tapahtuvat solun rajoissa ja (d) kaikki elämä tulee elämästä.

Tämä viimeinen postulaatti on yhteenveto kuuluisassa Rudolf Virchow -lauseessa: “omnis sellula e sellula” - Kaikki solut ovat peräisin muista olemassa olevista soluista. Mutta mistä ensimmäinen solu tuli? Seuraavaksi kuvaamme pääteorioita, jotka pyrkivät selittämään ensimmäisten solurakenteiden alkuperä.

Prokaryoottisen solun kehitys

Elämän alkuperä on ilmiö, joka on läheisesti yhteydessä solujen alkuperään. Maapallolla on olemassa kaksi solumuotoa: prokaryootit ja eukaryootit.

Molemmat linjat eroavat periaatteessa niiden monimutkaisuuden ja rakenteen suhteen, koska ne ovat eukaryoottisia organismeja suurempia ja monimutkaisia. Tämä ei tarkoita, että prokaryootit ovat yksinkertaisia ​​- yksi prokaryoottinen toimisto on organisoitu ja monimutkainen agglomeraatio erilaisille molekyylikompleksille.

Voi palvella sinua: Parietaalisolut: Ominaisuudet, histologia, toiminnot, sairaudet

Molempien elämän haarojen kehitys on yksi mielenkiintoisimmista kysymyksistä biologian maailmassa.

Kronologisesti on arvioitu, että elämällä on 3.500-3.800 miljoonaa vuotta vanha. Tämä ilmestyi noin 750 miljoonaa vuotta maan muodostumisen jälkeen.

Ensimmäisten elämäntapojen kehitys: Millerin kokeet

20 -luvun alussa ajatus siitä, että orgaaniset makromolekyylit voisivat polymeroida spontaanisti primitiivisen ilmakehän ympäristöolosuhteissa - alhaisten happipitoisuuksien ja korkean pitoisuuksien kanssa CO -CONCENTRATIONS,₂ ja n₂, Kaasujen sarjan, kuten H, lisäksi₂, H₂S ja co.

Oletetaan, että hypoteettinen primitiivinen ilmapiiri antoi pelkisevän ympäristön, joka yhdessä energialähteen (kuten auringonvalo tai sähköiskien) kanssa loivat orgaanisten molekyylien polymeroinnin edistävät olosuhteet.

Tutkija Stanley Miller vahvisti tämän teorian kokeellisesti vuonna 1950 hänen jatko -opintojensa aikana.

Tarve molekyylille, jolla on omakokous ja katalyysiominaisuudet: RNA: n maailma

Kun on määritetty tarvittavat olosuhteet molekyylien muodostumiseksi, jotka löydämme kaikista elävistä olennoista, se on välttämätöntä nukleotideja DNA -molekyylissä.

Tähän päivään mennessä paras ehdokas tähän molekyyliin on RNA. Vasta 1980, kun tutkijat Sidtman ja Tom Cech löysivät tämän nukleiinihapon katalyyttiset kyvyt, mukaan lukien nukleotidien polymerointi - kriittinen vaihe elämän ja solujen kehitykselle.

Näistä syistä uskotaan, että elämä alkoi käyttää RNA: ta geneettisenä materiaalina eikä DNA: na, koska he tekevät suurimman osan nykyisistä muodoista.

Elämän esteiden rajoittaminen: fosfolipidit

Kun makromolekyylit ja molekyyli, joka kykenee tallentamaan tietoa ja kopioimaan itse. Evoluutiossa tämä vaihe merkitsi ensimmäisten solujen alkuperää.

Uskotaan, että ensimmäinen solu syntyi RNA -molekyylistä, joka oli lukittu fosfolipideistä koostuvalla kalvolla. Jälkimmäiset ovat amfipaattisia molekyylejä, mikä tarkoittaa, että osa on hydrofiilinen (vesiliukoinen) ja jäljellä olevat muut ovat hydrofobisia (ei liukene veteen).

Kun fosfolipidit liuotetaan veteen, niillä on kyky lisätä spontaanisti ja muodostaa lipidikerroksen. Polaariset päät on ryhmitelty tarkastelemalla vesipitoista ympäristöä ja hydrofobisia pyrstöjä sisälle, kosketuksissa toisiinsa.

Voi palvella sinua: Basofiilit: Ominaisuudet, morfologia, toiminnot, sairaudet

Tämä este on termodynaamisesti stabiili ja luo lokeron, joka mahdollistaa solujen erottamisen.

Ajan kuluessa RNA lukittu lipidikalvon sisälle jatkoi evoluutiokurssiaan Darwinian mekanismien jälkeen - kunnes ne esittävät monimutkaisia ​​prosesseja, kuten proteiinisynteesi.

Aineenvaihdunnan kehitys

Kun nämä primitiiviset solut oli muodostettu, tänään tiedämme metabolisten reittien kehittyminen. Ensimmäisten solujen alkuperän todennäköisin skenaario on valtameri, joten ensimmäiset solut pystyivät hankkimaan ruokaa ja energiaa suoraan ympäristöstä.

Kun ruoka alkoi niukasti, tietyissä soluvariantteissa tulisi esiintyä vaihtoehtoisilla menetelmillä ruoan hankkimiseksi ja energian tuottamiseksi, jotka antavat heille mahdollisuuden jatkaa replikaatiota.

Solujen aineenvaihdunnan muodostuminen ja hallinta ovat välttämättömiä niiden jatkuvuuden suhteen. Itse asiassa tärkeimmät aineenvaihduntareitit säilyvät laajasti nykyisten organismien keskuudessa. Esimerkiksi sekä bakteeri että nisäkkät suorittavat glykolyysiä.

On ehdotettu, että energiantuotanto kehittyi kolmessa vaiheessa glykolyysistä alkaen, jota seurasi fotosynteesi ja päättyy oksidatiivisella aineenvaihdunnalla.

Koska alkeellisesta ympäristöstä puuttui happea, on uskottavaa, että ensimmäiset sen kanssa annettua metabolista reaktiota.

Euchy -solujen kehitys

Solut olivat vain prokaryooteja, kunnes noin 1.500 miljoonaa vuotta. Tässä vaiheessa ensimmäiset solut ilmestyivät todellisella ytimellä ja organelit itse. Kirjallisuuden merkittävin teoria, joka selittää organelien kehitystä endosimbioottinen teoria (endo tarkoittaa sisäistä).

Organismit eivät ole eristetty ympäristössään. Biologisilla yhteisöillä on useita vuorovaikutuksia, sekä antagonisteja että synergistejä. Eri vuorovaikutuksiin käytetty termi sateenvarjo on symbioosi - aiemmin käytetty vain kahden lajin keskinäisiin suhteisiin.

Organismien välisillä vuorovaikutuksilla on tärkeitä evoluutiovaikutuksia, ja dramaattisimpi esimerkki tästä tosiasiasta on endosimbioottinen teoria, jonka alun perin Yhdysvaltain tutkija Lynn Margulis ehdotti 80 -luvulla.

Endosimbioottisen teorian postulaatit

Tämän teorian mukaan jotkut eukaryootit - kuten kloroplastit ja mitokondriot - olivat alun perin prokaryoottisia elämäjärjestöjä. Yhdessä evoluutiopisteessä prokaryotaa oli suurempi, mutta sitä ei suljettu, mutta sitä ei sulatettu. Sen sijaan hän selvisi ja oli kiinni suurimman ruumiin sisällä.

Selviytymisen lisäksi molempien organismien väliset lisääntymisajat synkronoivat siirtymään peräkkäisiin sukupolviin.

Kloroplastien tapauksessa INGULF -organismilla oli kaikki entsymaattiset koneet fotosynteesin suorittamiseksi ja toimittaen suurimman rungon näiden kemiallisten reaktioiden tuotteiden kanssa: monosakkaridit. Mitokondrioiden tapauksessa oletetaan, että rinnakkaiskorotus prokaryot.

Voi palvella sinua: Polysome

Suuremman isäntä -organismin mahdollinen identiteetti on kuitenkin avoin kysymys kirjallisuudessa.

Prokaryoottinen organismi menetti soluseinämänsä, ja koko evoluutio kärsi nykyaikaisista organelista peräisin olevista modifikaatioista. Tämä on pohjimmiltaan endosimbioottinen teoria.

Todisteet endosimbioottisesta teoriasta

Tällä hetkellä on useita tosiasioita, jotka tukevat endosimbioositeoriaa, nimittäin: (a) nykyisten mitokondrioiden ja kloroplastien koko on samanlainen kuin prokaryootien koko; (b) Näillä organeleilla on oma geneettinen materiaali ja syntetisoivat osa proteiineja, vaikka ne eivät ole täysin riippumattomia ytimestä ja (c) molempien biologisten kokonaisuuksien välillä on useita biokemiallisia yhtäläisyyksiä.

Eukaryoottisen edut

Eukaryoottisten solujen kehitys liittyy sarjaan etuja prokaryooteihin nähden. Koon, monimutkaisuuden ja lokeroinnin kasvu mahdollisti uusien biokemiallisten toimintojen nopean kehityksen.

Eukaryoottisen solun saapumisen jälkeen monisoluisuus tuli. Jos solu "haluaa" nauttia suuremman koon eduista, se ei voi vain kasvaa, koska solun pinnan on oltava suuri suhteessa sen tilavuuteen.

Siten organismit, joilla on useampi kuin yksi solu.

Viitteet

1. Altstein, a. D -d. (2015). Progeenihypoteesi: nukleoproteiinimaailma ja miten elämä alkoi. Biologia suoraan, 10, 67.
2. Anderson, P. W -. (1983). Ehdotettu malli prebioottiselle evoluutiolle: kaaoksen käyttö. Kansallisen tiedeakatemian julkaisut, 80(11), 3386-3390.
3. Audesirk, t., Audesirk, g., & Byers, B. JA. (2003). Biologia: Elämä maan päällä. Pearson -koulutus.
4. Campbell, a. N., & Reece, J. B -. (2005). biologia. Pan -american lääketieteellinen toimitus.
5. Minä, m. (2007). Biologia 1: Konstruktivistinen lähestymistapa. Pearson -koulutus.
6. HOGEWEG, P., & Takeuchi, n. (2003). Monitasoinen valinta prebioottisen evoluution malleissa: osastot ja alueellinen itseorganisaatio. Elämän alkuperä ja biosfäärin kehitys, 33(4-5), 375-403.
7. Lazcano, a., & Miller, S. Lens. (1996). Elämän alkuperä ja varhainen kehitys: prebioottinen kemia, pre-RNA-maailma ja aika. Solu, 85(6), 793-798.
8. McKenney, k., & Alfonzo, J. (2016). Prebiooteista probiooteihin: TRNA -modifikaatioiden kehitys ja toiminnot. Elämä, 6(1), 13.
9. Schrum, J. P., Zhu, t. F., & Szostak, J. W -. (2010). Solujen elämän alkuperä. Cold Spring Harbor -näkymät biologiassa, A002212.
10. Silvestre, D. -Lla., & Fontanari, J. F. (2008). Pakkausmallit ja prebioottisen evoluution tietokriisi. Teoreettisen biologian lehti, 252(2), 326-337.
11. Stano, P., & Mavelli, f. (2015). Protocells -malleja elämän alkuperästä ja synteettisestä biologiasta. Elämä, 5(4), 1700-1702.