Бульонно коацерватная теория кратко
Обновлено: 02.07.2024
Начальные этапы биологической эволюции. Гипотеза симбиогенеза в связи с происхождением эукариот.
Вся жизнь идет из одного предшественника – LUCA – последний универсальный общий предок. Затем формы существования разделились на 3 ветви:
1) археи (генетический аппарат – одиночная кольцевая или линейная днк, отсутствуют мембранные органоиды, однослойная клеточная мембана, периплазматическое пространство отсутствует, липиды мембраны связаны простой эфирной связью, => большая прочность, а значит способность к экстремофильству.)
2) бактерии (генетический аппарат – нуклеоид – зона, в которой расположен генетический аппарат – днк – кольцевая или линейная, нет мембранных органелл, вся клетка целиком берет на себя ф-ю митохондрии, а у фотосинтезирующих форм – заодно и хлоропласта, многоклеточности не возникает, т.к. нет центриолей и митотического веретена, клеточная оболочка препятствует межклеточным воздействиям)
хищничество – наружное переваривание одной бактерии другой бактерии, т.к. нет актина и миозина, следовательно затруднен активный захват.
3) эукариоты (имеется ядро, важную роль сыграл симбиоз между эукариотической клеткой уже имевшей ядро и способной к фагоцитозу и поглощенными бактериями – предшественниками митохондрий и пластид)
Гипотезы происхождения ядра:
1) бактерия сфагоцитировала архею, которая в последствии редуцировалась до клеточного ядра современных эукариот.
2) увеличение размеров клетки привело за собой увеличение числа копий генов. На периферии клетки возникают сильные токи цитоплазмы, которые могли повреждать генофор. Тогда мембрана начинает впячиваться в местах расположения генофора, впячивания изменяют форму для лучшей защиты генофора.
Морфологические, экологические, иммунологические и эмбриологические методы доказательства эволюции.
Морфологические:
1) изучение гомологии органов (общий план строения, сродные зачатки при развитии)
2) изучение рудиментарных органов, атавизмов
Экологические:
1) генетические и молекулярно-биологические методы: китообразные из хищных парнокопытных, моржи из медведеобразных, ушастые тюлени из куньих (каман, выдра – переходные формы), ламантины, сирены из хоботных.
Иммунологические:
1) сравнение белков крови с помощью методов преципитации (реакция осаждения комплекса антигена с антителом).
Выяснилось, что птицы ближе к крокодилам, чем крокодилы к змеям. Человек ближе к высшим обезьянам.
Эмбриологические:
1) выявление зародышевого сходства
Коацерватная гипотеза возникновения жизни. Эволюция коацерватных капель.
Коацерватная гипотеза возникновения жизни. Эволюция коацерватных капель.
Начальные этапы биологической эволюции. Гипотеза симбиогенеза в связи с происхождением эукариот.
Вся жизнь идет из одного предшественника – LUCA – последний универсальный общий предок. Затем формы существования разделились на 3 ветви:
1) археи (генетический аппарат – одиночная кольцевая или линейная днк, отсутствуют мембранные органоиды, однослойная клеточная мембана, периплазматическое пространство отсутствует, липиды мембраны связаны простой эфирной связью, => большая прочность, а значит способность к экстремофильству.)
2) бактерии (генетический аппарат – нуклеоид – зона, в которой расположен генетический аппарат – днк – кольцевая или линейная, нет мембранных органелл, вся клетка целиком берет на себя ф-ю митохондрии, а у фотосинтезирующих форм – заодно и хлоропласта, многоклеточности не возникает, т.к. нет центриолей и митотического веретена, клеточная оболочка препятствует межклеточным воздействиям)
хищничество – наружное переваривание одной бактерии другой бактерии, т.к. нет актина и миозина, следовательно затруднен активный захват.
3) эукариоты (имеется ядро, важную роль сыграл симбиоз между эукариотической клеткой уже имевшей ядро и способной к фагоцитозу и поглощенными бактериями – предшественниками митохондрий и пластид)
Гипотезы происхождения ядра:
1) бактерия сфагоцитировала архею, которая в последствии редуцировалась до клеточного ядра современных эукариот.
2) увеличение размеров клетки привело за собой увеличение числа копий генов. На периферии клетки возникают сильные токи цитоплазмы, которые могли повреждать генофор. Тогда мембрана начинает впячиваться в местах расположения генофора, впячивания изменяют форму для лучшей защиты генофора.
Морфологические, экологические, иммунологические и эмбриологические методы доказательства эволюции.
Морфологические:
1) изучение гомологии органов (общий план строения, сродные зачатки при развитии)
2) изучение рудиментарных органов, атавизмов
Экологические:
1) генетические и молекулярно-биологические методы: китообразные из хищных парнокопытных, моржи из медведеобразных, ушастые тюлени из куньих (каман, выдра – переходные формы), ламантины, сирены из хоботных.
Иммунологические:
1) сравнение белков крови с помощью методов преципитации (реакция осаждения комплекса антигена с антителом).
Выяснилось, что птицы ближе к крокодилам, чем крокодилы к змеям. Человек ближе к высшим обезьянам.
Эмбриологические:
1) выявление зародышевого сходства
Коацерватная гипотеза возникновения жизни. Эволюция коацерватных капель.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.
Описание презентации по отдельным слайдам:
Теория Опарина — Холдейна
Коацерватная капля
Александр Опарин в лаборатории
Образование водной оболочки вокруг крупных молекул и формирование коацерватов
Гарольд Клейтон Юри - Пионер в области исследования изотопов, за открытие одного из которых — дейтерия — был награждён Нобелевской премией по химии в 1934 г. Позже перешёл к изучению эволюции планет.
Стэнли Миллер 1953 год
Молодой сотрудник Университета Чикаго, Стэнли Миллер, проводит свои знаменитые эксперименты по синтезу биологических молекул. 1953 год.
Эксперимент Миллера — Юри.
Коацерваты
Коацерваты
Искусственные коацерватные капли, полученные Александром Опариным
Коацерватная капля = сгусток органических веществ
Характерные для нее процессы
Распад одной капли на несколько более мелких
Увеличение размеров капли
Поглощение веществ из внешней среды
Синтез и распад веществ внутри капли
Выделение веществ из капли во внешнюю среду
Напоминает обмен веществ у живого организма
Прокариоты
Эукариоты
Автотрофы
Гетеротрофы
Анаэробы
Аэробы
Хемотрофы
Фототрофы
Одноклеточные
Многоклеточные
Пробионты
Протобионты
Коацерватные капли – предшественники живых существ
Первые одноклеточные анаэробные гетеротрофные прокариоты
Одноклеточные анаэробные хемотрофные прокариоты
Одноклеточные аэробные фототрофные эукариоты
Одноклеточные анаэробные гетеротрофные эукариоты
Одноклеточные аэробные гетеротрофные эукариоты
Опарин полагал, что основополагающими молекулами для образования жизни были белки, отвечавшие за обмен веществами с окружающей средой.
Джон Холдейн
считал, что ключевыми молекулами для образования жизни должны быть молекулы, способные к самовоспроизведению (то есть нуклеиновые кислоты),
К XXI веку теория Опарина—Холдейна, предполагающая изначальное возникновение белков, практически уступила место более современной. Толчком к её разработке послужило открытие рибозимов — молекул РНК, обладающих ферментативной активностью и поэтому способных соединять в себе функции, которые в настоящих клетках в основном выполняют по отдельности белки и ДНК, то есть катализирование биохимических реакций и хранение наследственной информации. Таким образом, предполагается, что первые живые существа были РНК-организмами без белков и ДНК, а прообразом их мог стать автокаталитический цикл, образованный теми самыми рибозимами, способными катализировать синтез своих собственных копий.
Схема, отражающая симбиотическую гипотезу возникновения эукариотических клеток
Современный читатель может быть сторонником любой теории происхождения жизни на Земле – от теории космического заноса до вечности существования цивилизаций. Но читатель думающий должен знать, что большинство ученых придерживается наличия добиологического периода в образовании жизненных форм – абиогенеза. И главной теоретической базой в этом вопросе является теория Опарина-Холдейна или теория коацерватных капель. Что такое коацерваты и каковы тезисы теории абиогенеза в эволюции всего живого – в этой статье.
Возникновение термина
Теория Опарина-Холдейна
Именно этот процесс называется коацервация коацерват. Что такое коацерваты и теорию Опарина поддержал в 1929 году англичанин Дж. Холдейн, и именно их фамилии вошли в название добиологического или химического периода возникновения жизни на планете. Теория предполагает самозарождение высокомолекулярных органических веществ в период раннего становления атмосферы и литосферы нашей планеты.
Эксперимент с первичным бульоном
В 1953 году химики Стенли Миллер и Гарольд К Юри решили поставить эксперимент в среде, близкой по составу и условиям к предбиотической на Земле. В колбу они поместили смесь метана, аммиака, водорода и добавили воды. Пропуская через раствор ток (до 60 тысяч В), нагнетая давление и повышая температуру до 80 градусов по Цельсию, они получили ряд аминокислот, мочевину и другие органические соединения. А в 1954 году в Индии химик К. Бахадуру получил органику под воздействием солнечных лучей. Про теорию предбиологической эволюции и что такое коацерваты узнал и заговорил весь мир.
Желатин в стакане
Что такое коацерваты легко проиллюстрировать, смешав желатин, гуммиарабику или альбумин и воду. Первоначально прозрачные растворы сначала станут мутными, а затем в них появятся мелкие сгустки, плавающие в растворе. Это и есть первоначальные коацерваты. Что такие соединения могут делать? Обособленные частички могут адсорбировать различные вещества и обладать четко структурированной структурой, что определяет их индивидуальность. В процессе химической эволюции происходил отбор на более устойчивые формы, которые и стали основой для возникновения живых форм.
От коацерват к одноклеточным
В первичном океане в доисторические времена появляются первые частично обособленные от окружающей среды частицы. Они обмениваются со средой веществами (прообраз более сложного обмена веществ), быстро распадаются или сохраняют целостность какое-то время. Капли растут (увеличиваются в размере) и делятся. И вот уже появляется структура более высшего порядка – мельчайшие комочки живого, которым присущи процессы синтеза и распада, развития, роста и размножения. С этого момента начала свое историческое развитие жизнь на планете Земля.
Проблема теории коацерват
Невероятность событий
Математик из Британии Фред Холл подсчитал вероятность случайного возникновения живой клетки в первичном бульоне. Скажем лишь, что в своих расчетах он задействовал весь современный арсенал компьютеров. При некоторых идеальных условиях, такая вероятность составит 1/10*40000. Это ничтожно малая величина, которая сводит вероятность такого события практически на нет.
Вероятности случаются
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.
Описание презентации по отдельным слайдам:
Теория Опарина — Холдейна
Коацерватная капля
Александр Опарин в лаборатории
Образование водной оболочки вокруг крупных молекул и формирование коацерватов
Гарольд Клейтон Юри - Пионер в области исследования изотопов, за открытие одного из которых — дейтерия — был награждён Нобелевской премией по химии в 1934 г. Позже перешёл к изучению эволюции планет.
Стэнли Миллер 1953 год
Молодой сотрудник Университета Чикаго, Стэнли Миллер, проводит свои знаменитые эксперименты по синтезу биологических молекул. 1953 год.
Эксперимент Миллера — Юри.
Коацерваты
Коацерваты
Искусственные коацерватные капли, полученные Александром Опариным
Коацерватная капля = сгусток органических веществ
Характерные для нее процессы
Распад одной капли на несколько более мелких
Увеличение размеров капли
Поглощение веществ из внешней среды
Синтез и распад веществ внутри капли
Выделение веществ из капли во внешнюю среду
Напоминает обмен веществ у живого организма
Прокариоты
Эукариоты
Автотрофы
Гетеротрофы
Анаэробы
Аэробы
Хемотрофы
Фототрофы
Одноклеточные
Многоклеточные
Пробионты
Протобионты
Коацерватные капли – предшественники живых существ
Первые одноклеточные анаэробные гетеротрофные прокариоты
Одноклеточные анаэробные хемотрофные прокариоты
Одноклеточные аэробные фототрофные эукариоты
Одноклеточные анаэробные гетеротрофные эукариоты
Одноклеточные аэробные гетеротрофные эукариоты
Опарин полагал, что основополагающими молекулами для образования жизни были белки, отвечавшие за обмен веществами с окружающей средой.
Джон Холдейн
считал, что ключевыми молекулами для образования жизни должны быть молекулы, способные к самовоспроизведению (то есть нуклеиновые кислоты),
К XXI веку теория Опарина—Холдейна, предполагающая изначальное возникновение белков, практически уступила место более современной. Толчком к её разработке послужило открытие рибозимов — молекул РНК, обладающих ферментативной активностью и поэтому способных соединять в себе функции, которые в настоящих клетках в основном выполняют по отдельности белки и ДНК, то есть катализирование биохимических реакций и хранение наследственной информации. Таким образом, предполагается, что первые живые существа были РНК-организмами без белков и ДНК, а прообразом их мог стать автокаталитический цикл, образованный теми самыми рибозимами, способными катализировать синтез своих собственных копий.
Схема, отражающая симбиотическую гипотезу возникновения эукариотических клеток
Читайте также: