jueves, 11 de octubre de 2018

Síntesis prebiótica. Miller y Urey. Mundo ARN


Oparin y Haldane propusieron que la atmósfera primitiva no era como la actual. No tenía oxígeno y estaba formada por gases como metano , amoníaco, hidrógeno y vapor de agua. Y para explicar cómo apareció la vida en la tierra propusieron una  hipótesis a la que se llamó síntesis prebiótica. Dicha hipótesis defendía que existió en esa atmósfera primitiva un proceso químico por el cual se formaron las moléculas orgánicas que hicieron que apareciera la vida en la tierra. El mismo se puede dividir en cuatro diferentes fases:
Resultado de imagen de caldo primitivo

1ª parte: se formaron las primeras moléculas orgánicas a partir de otras inorgánicas que al estar expuestas a la radiación solar sufrieron una evolución química. Algunas de las moléculas que se formaron fueron: formaldehído (H2CO) y el cianuro de hidrógeno (HCN)
  

2ª parte: debido al calor producido por las erupciones volcánicas algunos de estos compuestos orgánicos reaccionaron entre sí para formar aminoácidos, azúcares y bases nitrogenadas. Estos fueron a formar parte de los océanos primitivos formando la sopa prebiótica.


3ª parte: las moléculas anteriores “ aminoácidos, azúcares, bases nitrogenadas” se unieron creando las macromoléculas que están presentes en todos los organismos y están compuestas por miles de átomos. Las más importantes son: polisacáridos, proteínas , ácidos nucleicos carbohidratos y lípidos.

4ª parte: una de estas macromoléculas debido a las energías a las que estaba sometidas por el sol, los rayos y las erupciones, adquirió la capacidad de replicarse. La hipótesis dice que la vida comenzó cuando esta macromolécula empezó a multiplicarse mediante procesos químicos que ella controlaba. En ese momento la evolución química pasó a ser evolución biológica.


Para poder explicar cómo después los monómero se unieron para dar grandes moléculas como proteínas o lípidos, se tenía que entender que se daba la polimerización. Para ello es necesario tener:
  • Aporte de energía.
  • Concentración de moléculas por congelación y evaporación ( en los vapores emanados de océanos o en zonas con áreas congeladas)
  • Necesitaban de catalizadores como las arcillas que podían unir.

Una  de las teorías que defendía este proceso fue dada por Sidney Fox en 1988 que descubrió que ciertas proteínas podían asociarse formando pequeñas microesferas. Las mismas, estaban rodeadas de una capa externa que las protegía del medio como se supone se produjo en las que se originaron ancestralmente, y les permitía tomar sustancias del exterior, duplicarse, y relacionarse.
EXPERIMENTO DE MILLER Y UREY
El experimento de Miller-Urey llevado a cabo en 1953, consistió en la prueba de la hipótesis de Oparin y Haldane,que finalmente demostró que la misma era cierta.

Resultado de imagen de experimento miller
Para demostrarlo se recreó en un sistema de tubos, la tierra primitiva. En estos tubos había dos esféricos, los cuales representaban o hacían el papel por un lado, de la atmósfera, en la que había dos electrodos que producían rayos simulando las tormentas eléctricas ; y de el océano, compuesto por agua con sales minerales calentadas simulando el calor de los volcanes. Conectado a este sistema había otro tubo de condensación de gases para obtener muestras, y otro por el que metían gases. La atmósfera estaba compuesta por Metano, Amoniaco, vapor de agua e Hidrógeno. Tras varios días con el sistema de tubos activo se percataron de que el agua estaba de un color marrón,por lo que tomaron muestras y encontraron unos cuantos aminoácidos y un carbohidrato.
Las condiciones para que este hecho ocurra son:
·         Altas temperaturas
·         Atmósfera reducida




Con el experimento se pudo corroborar que la hipótesis era cierta. Sin embargo, salieron dudas, sobre la cantidad de sales necesarias, el origen del calor que se necesitaba…

Es por esto, por lo que posteriormente se han propuesto otras ideas como la de las chimeneas hidrotérmicas en el fondo del océano, que aportan los minerales necesarios y el calor para poder confirmar el experimento.

 Resultado de imagen de chimenea hidrotermal
¿Qué es la vida?
Existen tres principales características que nos ayudan a identificar a un organismo con vida:

-Capacidad de reproducción: La materia viva tiene la capacidad de tener descendientes, en el caso de organismos unicelulares originan copias de sí mismos. En  cambio las características de un organismo pluricelular son consecuentes de la secuencia genética obtenida de sus progenitores. Este proceso se llama herencia, que mantiene las características de una generación, aunque también aparecen diferencias en los descendientes. La interacción entre estos dos fenómenos es la base de la evolución biológica.


-El metabolismo: Los seres vivos incorporan materia y energía del medio y las utilizan para construir sus propios componentes, mantener las condiciones apropiadas para seguir con vida y poder realizar sus funciones. En los organismos, el conjunto de reacciones químicas que constituye el metabolismo está controlado por las células.

-Tener una separación física del medio: Las enzimas, los sustratos sobre los que actúan y todas las moléculas necesarias para la vida están contenidos en la célula, que se encuentra delimitada por una membrana.

El mundo de ARN

En todos los seres vivos actuales, la molécula con capacidad de replicación es el ADN. Como todo proceso bioquímico, replicar el ADN necesita de enzimas (proteínas); pero para fabricar proteínas es imprescindible la información del ADN. La hipótesis más aceptada para explicar que molécula fue capaz de crear el ADN, es la del mundo de ARN, propuesta tras el descubrimiento de la capacidad catalizadora de algunas moléculas de ARN.
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