04 Kemijska evolucija

8/18/2019 04 Kemijska evolucija

1/34

• NASTANAK ŽIVOTA U OBLIKU NAJPRIMITIVNIJIHORGANIZAMA SPOSOBNIH ZA REPRODUKCIJU

• NASTANAK EUKARIOTSKE STANICE (STANIČNA JEZGRA IORGANELI ORGANIZIRAJU SE U STROGO ORGANIZIRANUCIJELINU

• EVOLUCIJA VIŠESTANIČNIH ORGANIZAMA

• POJAVA UMA I SVIJESTI ( EVOLUCIJA RODA HOMO)

POVIJEST ŽIVOTA NA ZEMLJI MOŽE SE PODIJELITI NA ČETIRI

VELIKA KORAKA:


2/34

ALEXANDER OPARIN 19!"GOD"

PRETPOSTAVKA O NASTANKU ŽIVOTA NAZEMLJI


3/34



HALDANE 199" GOD"

REDUKTIVNA ATMOS#ERA


4/34



HALDANE 199" GOD"

REDUKTIVNA ATMOS#ERA

HAROLD C. UREY

PRIHVATIO NJIHOVE PRETPOSTAVKE


5/34

STANLEY MILLER

A$%$&'& HAROLD C" URE*

NAPRAVIO STAKLENU APARATURU


6/34

STANLEY MILLER

A$%$&'& HAROLD C" URE*

U STAKLENOJ APARATURI IZMETANA+ AMONIJAKA+ VODIKA(PREDSTAVLJA ATMOS#ERU) TEVODE (PREDSTAVLJA OCEANE) UZ

ELEKTRIČNO PRAŽNJENJE IZAGRIJAVANJE DOBIO JE BIOLOŠKIVAŽNE SPOJEVE (AMINO KISELINE+ALDEHIDE ,")"

KONDENZATOR

PLINOVI

SI#ON

ELEKTRODE

VODA

VODA SORGANSKIMSPOJEVIMA

CH!

NH-

HO

H


7/34

STANLEY MILLER

.

1

-

!

/

0

2

. / /. / 1.. 1/ 1/. 1/

34%5'6' ($*&%)

6 7

8 * 4 ( * 9 7 ( : ' ( & 4 * : % 5

K7'&4*%5' NH-+ HCN %*8;'%5'3%M%88'473* *?*4*&*+ &'*6%7%$'8%* = =@74%6*37;'

HCN (x102)

NH3 (x10)

aminoi!"#in" (x103)

a#$"%i$i (x103)


8/34

STANLEY MILLER

!&o' mo#oi (x 10 ))

8%% 0-+.8%78* %$'8%* /0+.$*47@% /+.*8*% -!+.68%5'* %$'8%* -1+.

N > 6'&%8*8*% 1+.α > *6%7 > N > 6*$8** %$'8%* /+.α > *6%7%@76*$8** %$'8%* .+1

α >


9/34

STANLEY MILLER

U TIM PROCESIMA KEMIJA JE KORISTILA SVE MOGUNOSTI"

RAD OBJAVLJEN U ČASOPISU SCIENCE.

MILLER JE DANAS PRO#ESOR KEMIJE U KALI#ORNIJI (SAN DIEGO)

KAŽE: PROBLEM PODRIJETLA ŽIVOTA PUNO JE TEŽI NEGO ŠTO SUDRUGI ZNANSTVENIICI I JA MOGLI PREDVIDJETI


10/34

CLAUS DOSE

ŽELJEZNI PIRIT JE PODLOGA (KATALIZATOR)ODIGRAO JE ZNAČAJNU ULOGU U TIM PROCESIMA

*+NTER ,-CHTERSH-USERPIRIT JE POZITIVNO NABIJENAPODLOGA ZA KOJU SE ORGANSKISPOJEVI MOGU LAKO VEZATI

KONTINUIRANO STVARANJE PIRITA OD ŽELJEZA I SUMPORAOSIGURAVA ENERGIJU U OBLIKU ELEKTRONA KOJA POTIČEORGANSKE SPOJEVE NA MEUSOBNE REAKCIJE IPOVEAVANJE KOMPLEKSNOSTI


11/34

A.*. CAIMSSMITH

KEMIČAR SVEČILIŠTA GLASGOF

KRISTALIZIRANA GLINA ILI ILOVAČA MOGLE SU IMATI MOGUNOSTPRIVLAČENJA NUKLEINSKIH KISELINA I BJELANČEVINA TE SUMOGLE BITI PODLOGA ZA POSTANAK ŽIVOTA

/ULIUS REE JR"

SINTETIZIRAO MOLEKULU OD DVIJEKOMPONENTE KOJE ODGOVARAJUBJELANČEVINAMA I NUKLEINSKIM KISELINAMA

MOŽE SE REPLICIRATI U KLORO#ORMUADENOIDTRI/ACID ESTER (AATE)

PEPTID NUKLEINSKA KISELINA (PNA)+ PIRANOZIL RIBONUKLEINSKA(?RNA) ILI ADENOZID TRIJACID ESTER (AATE) KOJE IMAJU NEKASVOJSTVA NUKLEINSKIH KISELINA ODIGRALE SU VAŽNU ULOGU UPRECELULARNOJ #AZI EVOLUCIJE"


12/34

CHRISTIAN R. DE DUE

19!" NOBELOVA NAGRADA ZA OTKRIELIZOSOMA

SUMPORNI SPOJEVI TIOESTERI IMALI SU VAŽNUULOGU U STANIČNOM METABOLIZMU TE SUMOGLI BITI IZVOROM ENERGIJE U STANICAMA

ONI MOGU POVEZATI KASKADU REAKCIJA

KAKVA POSTOJI U DANAŠNJIM STANICAMA

S. MILLER SMATRA DA SU TI SPOJEVI ZAPOSTAVLJENI UEKSPERIMENTIRANJU ZBOG NEUGODNOG MIRISA

4RED HOYLE

BRITANSKI ASTRONOM

> SMETLIŠTE I DIJELOVI AVIONA BOING !

> NASUMIČNO RAZBACANA SLOVA I RIJEČI I POČETNICA


13/34

a56o $ana! n" 7a&a8amo na!6ana 8i" 6a9i:

D*4% $6*&4* ;* $3*% &**3 74*%@*6 %3* 7;6*< *?$74%4* 7;;**5%< 74*%@*6*"

D4=% ;4' ;* $= &'&7$% ?74'6'*5%+ 3=8*% % '47@%5' %@4%$*8' $3'&4*73' ?7$&** %37&*" T* %5'%* 7374% = ?4%87 ;* $' %37& =$?%77;4*&% = '$&4'6%6 =35'&%6* 67;* =


14/34

*D/E /E NASTAO NA//EDNOSTANI/I OLI PLITKE BARICE GDJEDOLAZI DO ISPARAVANJA VODE I KONCENTRACIJE SPOJEVA

• NA DNU PRAOCENA > HIDROTERMALNI OTVORI

U PRAOCEANIMA=


15/34

S. MILLER > HIDROTERMALNI OTVORI SU KRATKOG VIJEKASVEGA PAR DESETLIJEA>TO JE PREKRATAK PERIOD ZA

NASTAJANJE ŽIVOTA


16/34


NASTAJANJE ŽIVOTA

SANTE ARRHENIUS

KLICA ŽIVOTA DOŠLA JE IZ SVEMIRA


17/34


NASTAJANJE ŽIVOTA

MAYO *REENER*

ASTRO#IZIČAR U LEIDENU NIZOZEMSKA

STANICA MOŽE PREŽIVJETI U SVEMIRUSTOTINE PA I MILIJUNE GODINAPREKRIVENA TANKIM SLOJEM LEDA KOJI JEŠTITI OD RADIJACIJE

SANTE ARRHENIUS

KLICA ŽIVOTA DOŠLA JE IZ SVEMIRA


18/34

RAZVOJEM RAČUNARSTVA (ANASTRO#IZAM>KATASTRO#IZAM) OPONAŠAJU SE ANASTRO#IČNE PROMJENE

U STVARANJU ŽIVOGA ORGANIZMA

ANASTRO#IČNI SUSTAVI MONO SU ORUE URAZUMJEVANJU NARAVI ŽIVOTA I NJEGOVA NASTANKA

ANASTRO#IČNI USPJESI U STVARANJU VEEG REDA

PRAENI SU PORASTOM NEREDA U OKOLIŠU

ER,IN SCHODIN*ER

FHAT IS LI#E

PORAST REDA U SUSTAVU I PORAST NEREDA U OKOLIŠUZNAČAJKA JE ŽIVOTA


19/34

AMINOKISELINE KOJE SU SE NALAZILE OTOPLJENE UPRAOCEANIMA MOGLE SU BITI ISUŠENE ZBOG VULKANSKIH

ERUPCIJA I PRI VISOKOJ TEMPERATURI DOVESTI DO POJAVEMAKROMOLEKULA (PROTEINA)

PROBLEM VEZANJA KOD NUKLEINSKIHKISELINA

BAZE+ RIBOZE I #OS#ATNE GRUPEVEZIVALE SU SE BEZ ENZIMA

NA //C NASTAJU MAKROMOLEKULE POVEZANE S / ATOMOMRIBOZE JEDNOG NUKLETIDA I ATOMOM SLIJEDEEG TE

NASTAJE /> VEZADANAS JE POZNATA />- VEZA KOJA JE PUNO STABILNIJA ALITEŽE OSTVARIVA JER SE MORA OTKLONITI HIDROKSILNAGRUPA DA BI DOŠLO DO NJENE REALIZACIJE


20/34

AMINOKISELINESVOJSTVO KIRALNOSTI OPTI>I IOMERI

VALIN IZOVALIN NORVALIN

ALANIN β ALANIN SARKOZIN ŽIVI ORGANIZMI IMAJU L > AMINOKISELINE ID ŠEERE

D AMINOKISELINE DOLAZE U BAKTERIJA

PEPTIDOGLIKANI

STARAN/E MAROMOLEULA

DANAS U ŽIVIM BIIMA ATP ENERGIJA ZA PRODUŽENJE LANACA

NA MLADOJ ZEMLJI KARBODIIMIDI UZIMAJU VODU I OSLOBAAJUENERGIJU ZA REAKCIJE

DICIJAN

CIJANAMID

CIJANACETILEN


21/34

MODELI PREMA PRIM STANICAMA

P9o6"inoi$n" mi9o!?"9" S. 4OX

4OXOA HIPOTEA > TEMPERETURA NA PRIMITIVNOJZEMLJI BILA JE DOSTA VISOKA I POD TIM UVJETIMA MOGLISU SE STVORITI PROTEINI

POUS

POMIJEŠAO JE SVE POZNATE AMINOKISELINE IZ PROTEINAŽIVIH ORGANIZAMA SUHU SMJESU JE OPREZNO ZAGRIJAO

NA TEMPERATURU *" 9.C

NAKON ZAGRIJAVANJA JE U SMJESI PRONAŠAO NEKOLIKOPOLIPEPTIDA DOBIVENE POLIPEPTIDE MOGLI SURAZGRAIVATI ŽIVOTINJSKI ENZIMI+ A BAKTERIJE SU IHMOGLE KORISTITI KAO HRANU


22/34

P9o6"inoi$n" mi9o!?"9" S. 4OX@TO SU PROTEINOIDNE MIROS4ERE I O/E OSOINE IMA/U:

• MIKROSKOPSKE S#ERIČNE STRUKTURE KOJE SE

MOGU DOBITI DODAVANJEM VODE U PRETHODNOZAGRIJANU SMJESU AMINOKISELINA

• NALIKUJU BAKTERIJAMA(KOKIMA) MOGU IMATITENDENCIJU STVARANJA LANACA

RAZLIČITE VELIČINE

• PROMJER .+/> µ6 (1µ6Q1. -Q1. 0 6)

• PODLIJEŽU AGREGACIJI IDISAGREGACIJI (VEZE SU LABAVE)



23/34


• DOSTA SU STABILNE STRUKTURE (STABILNIJE SU

PREMA POVIŠENJU ?H I U VRELOJ VODI )• SLIKE DOBIVENE POMOU

ELEKTRONSKOG MIKROSKOPAPOKAZUJU DA POVRŠINAPROTEINOIDNIH MIKROS#ERASTVARA DVOSLOJE STRUKTURESLIČNE STANIČNOJ MEMBRANI



24/34


• AKO PROT" MIKROS#ERE OBILUJU AMINOKISELINAMA S

HIDRO#OBNIM POKRAJNJIM LANCIMA (PA DA SU PROTOSTANICEMO*LE OPSTATI E TIPI>NIHLIPIDNIH MEMRANA

• AKO PROT" MIKROS#ERE PRENOSIMOIZ IZOTONIČNE U HIPERTONIČNUOTOPINU+ VOLUMEN IM SESMANJUJE (SKVRČE SE)



25/34


• AKO PROT" MIKROS#ERE PRENOSIMO IZ IZOTONIČNE UHIPOTONIČNU OTOPINU+ VOLUMEN IM SE POVEAVA

• PREMA GRAMMU SE PROT" MIKROS#ERE BOJE POZITIVNO I NEGATIVNO (KAO BAKTERIJE)

• MIKROS#ERE IMAJU TENDENCIJUDIOBE (BINARNA #ISIJA) > SLIČNOKAO KAPLJICE ULJA U VODI"

NEKE PROT" MIKROS#ERE SE DIJELE SLIČNOPUPANJU KVASACA PUPOVI SE OD RODITELJSKES#ERE MOGU OSLOBODITI POD UTJECAJENMTOPLINE ILI ELEKTRIČNOG ŠOKA

PRVA GENERACIJA PUPOVA MOŽE RASTIUZIMANJEM MATERIJALA IZ OKOLINE I

PROIZVODITI DRUGU GENERACIJU



26/34


• PROT" MIKROS#ERE POKAZUJU POKRETLJIVOST KOJA SE UZDODATAK ATP POVEAVA

• NEKE PROT" MIKROS#ERESELEKTIVNO ZADRŽAVANJUPOLISAHARIDE+ A DOZVOLJAVAJUDA PREMA VAN SLOBODNODI#UNDIRAJU MONOSAHARIDI

• MOGU POKAZIVATI ENZIMSKUAKTIVNOST



27/34

oaB"9a6n" a'iB" ALEXANDER OPARINAO NASTA/U :

KAD SE POLIMERNEMOLEKULE (NPR"

PROTEINI) OTOPE UVODI+ DIOMOLEKULA SEIONIZIRA (NPR"POKRAJNJI LANCIG8=: COOH → COO > )

I DOBIVAELEKTRIČNI NABOJ"

ELEKTRIČKI NABIJENE MOLEKULE PRIVLAČE MOLEKULE VODE(KOJE SU DIPOLI ) I OKO SEBE STVARAJU VODENI OMOTAČ



28/34

oaB"9a6n" a'iB" ALEXANDER OPARINAO NASTA/U :

KAD SE UNUTARJEDNOG

ZAJEDNIČKOGOMOTAČA NAEKLASTER TAKVIHIONIZIRANIHPOLIMERA+GOVORIMO O

KOACERVATU"

OACERATI Q KALSTERI PROTEINA ILI PROTEINIMA SLIČNIH TVARIKOJI SE DRŽE ZAJEDNO U MALIM KAPLJICAMA OKRUŽENIMTEKUINOM



29/34

oaB"9a6n" a'iB" ALEXANDER OPARIN

KOACERVATE DAJU MNOGE KOMBINACIJE BIOLOŠKIHMAKROMOLEKULA :

1) PROTEINI I UGLJIKOHIDRATI (


30/34


OSOINE OACERATA

• MOGU SE DOBITI U OTOPINAMA KOJE SADRŽE KOLOIDESUPROTNIH NABOJA

• PROMJERI KAPLJICA SU 1/.. µ6

• OKO KOACERVATNIH KAPLJICA POJAVLJUJU SE MOLEKULSKE OPNEKOJIMA SU ODIJELJENI OD OKOLNOG MEDIJA

• PREDSTAVLJAJU OTVORENE SUSTAVE KOJI PASIVNOKONCENTRIRAJU TVARI IZ SVOJE OKOLINE → MOGU UPIJATIRAZLIČITE TVARI IZ OTOPINE I TAKO RASTU

• KAD DOSTIGNU ODREENU KRITIČNU VELIČINU+ PODIJELE SE



31/34


OSOINE OACERATA

• STABILNOST IM JE RAZLIČITA: NEKI SU VRLO NEPOSTOJANI TEUNUTAR NEKOLIKO MINUTA PADAJU NA DNO POSUDICESTVARAJUI BEZVODI SLOJ

• NEKI SU STABILNI NEKOLIKO SATI DO NEKOLIKO TJEDANA

• POKAZUJU STRUKTURNE SLIČNOSTI S PROTOPLAZMOM → OPARIN

SMATRA DA SU IM BILI NALIK PRIJELAZNI SISTEMI IZMEU NEŽIVEI ŽIVE TVARI U PROŠLOSTI

• RAZARANJEM PROTOPLAZME U VODI NASTAJU KOACERVATI

• SAMI PO SEBI+ KOACERVATI NEMAJU METABOLIZMA+ NO MOGUEJE UVESTI METABOLIZAM U NJIH:



32/34

oaB"9a6n" a'iB"

KOACERVATI KOJI

PROIZVODE ŠKROB

KOACERVATI KOJIPROIZVODE MALTOZU

POLISAHARIDNAMEMRANA ILISTI/ENA

@RO

?o!?o9i#a7a

ami#a7a

?o!?o9i#a7a

?o!?a6

#o7a1?o!?a6

?o!?a6#o7a1?o!?a6

@RO

OSOINE OACERATA



33/34

oaB"9a6n" a'iB"

KOACERVATI KOJIOPONAŠAJU TRANSPORT

ELEKTRONA

KOACERVATI KOJIPROIZVODE POLIADENILNUKISELINU

KOACERVATI KOJIOPONAŠAJU #OTOSINTEZU

OSOINE OACERATA

REDUCIRANOMETILNOCRVENILO

MRH2OKSIDIRANI NADPH

NAD

METILNOCRVENILO

MR

NAD H MR

NADH >;'


34/34

POSEBNE KVALITETE ŽIVE TVARI SU MATABOLIZAM ISAMOOBNAVLJANJE

TA SVOJSTVA SU MOGLA BITI DALJNJI VAŽNI KORACIUSAVRŠAVANJA KOACERVATA

MOGLA SU SE RAZVITI TEK VRLO POVOLJNIMKOMBINACIJAMA NUKLEINSKIH KISELINA I PRVIH ENZIMAKOJI SU MOGLI UPRAVLJATI KEMIJSKIM PROCESIMAUNUTAR KOACERVATNIH KAPLJICA PROTOIONTI FPROTOOR*ANIMI


04 Kemijska evolucija

Documents

Transcript of 04 Kemijska evolucija