- Los químicos orgánicos necesitaban ser sintetizados. Estos incluyen los monómeros de polímeros importantes en la vida: proteínas y ácidos nucleicos. Las proteínas son polímeros de aminoácidos. Los ácidos nucleicos (ARN y ADN) son polímeros de los nucleótidos (nucleótidos) que están compuestos de un azúcar de 5 carbonos (ribosa o desoxirribosa), una base y fosfato. Los nucleótidos se definen por sus bases: citosina, guanina, adenina, timina o uracilo. Entonces debe haber una síntesis abiótica de glucosa y (posiblemente) lípidos.
- Reacciones químicas para polimerizar los monómeros a los polímeros.
- La vida es un conjunto de reacciones químicas. Esto es metabolismo: anabolismo (acumulación) y catabolismo (descomposición, a menudo por energía). Por lo tanto, los polímeros necesitan catalizar esas reacciones. Estas reacciones ocurren dentro de un volumen particular, separado del resto del mundo por una membrana.
- La vida moderna ha dirigido la síntesis de proteínas. La herencia está en la secuencia de bases en el ADN. El ADN se transcribe al ARN mensajero y luego el ARN mensajero se traduce en una secuencia de aminoácidos para especificar una proteína. Esa secuencia es “síntesis de proteínas dirigida”. Puede que no sea necesario para la primera vida, pero tiene que surgir más tarde.
Esos son los pasos que tuvieron que haber sucedido. Así que repasemos los pasos en el origen de la vida (de SW Fox) que han sucedido experimentalmente:
“1. Formación de aminoácidos a partir de precursores primordiales (agua, amoníaco, dióxido de carbono, metano, oxígeno, hidrógeno, etc.) [Experimentos MU y Miller y Orgel].
2. Formación de proteínas por polimerización de conjuntos de aminoácidos. [Fox y otros].
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3. Formación de microesferas por contacto de proteínas con agua [Fox y otros].
4. Síntesis de ARN dentro de las microesferas [Fox]
5. Replicación de ARN. [Orgel]
6. Desarrollo del código genético.
Como señaló Fox, hay varias vías químicas comunes y fáciles a los aminoácidos, bases y azúcares: formación de la atmósfera a través de rayos (muchos tipos diferentes de atmósferas, incluidas las oxidantes), en respiraderos hidrotermales, incluso en cometas y luego se envían a la tierra. Hay vías químicas a los nucleótidos.
Los pasos importantes son 2 y 3, donde los aminoácidos se polimerizan cuando se calientan. Se calienta en seco (como en una piscina de mareas) o en agua en respiraderos hidrotermales, seguido de la formación de “microesferas” al entrar en contacto con agua o pasar a agua más fría. Las “microesferas” son en realidad células. Bacterias del tamaño de las proteínas que sirven como membrana celular (las células modernas tienen> 50% de sus membranas como proteínas). Las proteínas también actúan como enzimas y catalizan todas las reacciones químicas de la vida. Entonces al final del # 3 hay una célula viva. Se metaboliza, responde a estímulos, crece y se reproduce. Los pasos 4–6 son síntesis de proteínas dirigida (# 4 arriba).
Una de las reacciones que catalizan las proteínas es la síntesis de ARN o ADN a partir de los nucleótidos. Entonces ahora tienes ARN y ADN. También se ha demostrado que el ARN puede catalizar su propia replicación. Y, por cierto, el ARN es todo lo que necesita para catalizar la síntesis de proteínas. Los ribosomas en las células modernas se denominan así porque están compuestos casi por completo de ARN.
Una vez que hay ARN, hay una vía de evolución darwiniana para la síntesis dirigida de proteínas. Este trabajo ocurrió después de que Fox escribió lo anterior, por lo que no sabía cómo llegar al # 6, pero ahora lo sabemos: AM Poole, DC Jeffares, D Penney, The path from the RNA world. J. Molecular Evolution 46: 1-17, 1998. Describe paso a paso la evolución darwiniana de las moléculas de ARN a las células con síntesis de proteínas dirigida. Todos los pasos intermedios son útiles. http://awcmee.massey.ac.nz/peopl…
Entonces, no solo sabemos lo que tenía que suceder para el surgimiento de la vida, también sabemos, experimentalmente , un camino que producirá el surgimiento de la vida.
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1b. Origen de la vida curso universitario que enseña protoceldas
