Protobiontok vagy protosejtek ( angol protocell vagy protobiont ) - egy hipotetikus primitív organizmus , amely az élet eredetének egyes elméletei szerint szerves anyagok felhalmozódásából származik, és az élet primitív formája volt, a prokarióta sejtek előfutára .
Az ilyen „organizmusok” lehetnek önszerveződő, endogén módon rendezett, gömb alakú lipidfelhalmozódások , amelyekből feltehetően a sejtes élet származik [1] , vagy szerves polimerek sejtmentes aggregátuma, amely spontán abiotikusan áll össze, és egy membránszerkezet veszi körül. A protobionták bizonyos, az élethez kapcsolódó tulajdonságokkal rendelkeznek, mint például az egyszerű szaporodás, az anyagcsere és az ingerlékenység, valamint a külsőtől eltérő belső kémiai környezet fenntartása.
A protobionták példája Alexander Oparin és Sidney W. Fox kísérletei , amelyek azt mutatták, hogy az ilyen struktúrák spontán módon alakulhatnak ki a Föld keletkezésekor feltételezett körülményekhez hasonló körülmények között. Ezekben a kísérletekben a sejtfoszfolipid kettősrétegekhez hasonló membránszerkezetű liposzómákat és mikrogömböket hoztak létre. A 20. század közepén összetett szerves anyagokat kísérleti úton állítottak elő úgy, hogy elektromos töltéseket vezettek át gázok és gőzök keverékén, ami feltételezhetően egybeesik az ősi Föld légkörének összetételével. Protosejtekként az Oparin a koacervátumokat - zsírmembránokkal körülvett szerves struktúrákat - tekintette . Sidney W. Fox az 1950-es és 1960-as években a peptidszerkezetek spontán kialakulását tanulmányozta olyan körülmények között, amelyek valószínűleg a Föld történetének korai szakaszában léteztek. Bebizonyította, hogy az aminosavak spontán kis láncokat, úgynevezett peptideket képezhetnek. Egyik kísérletében az élet előtti körülmények között hagyta kiszáradni az aminosavakat, mintha meleg, száraz helyen terülnének szét egy felületen. Megállapította, hogy szárítás után az aminosavak hosszú, gyakran térhálós, fonalas mikroszkopikus polipeptid gömböcskéket képeznek , amelyeket " proteinoid mikrogömböknek" nevezett. Ennek alapján az élet egyidejű keletkezésére és az evolúció folyamatára vonatkozó elméleteket tárgyalták. Feltételezték, hogy hasonlóan ahhoz, ahogy az evolúció folyamata az élőlényekben működik, a kémiai vegyületek evolúciós mechanizmusai is működni fognak az élet felbukkanása előtt.
Ebben az értelemben olyan tudósok, mint Martin A. Novak és Hisashi Otsuki feltételezték, hogyan és mikor válik a kémiai kinetikából evolúciós dinamika, általános matematikai elméletet fogalmazva meg az evolúció eredetéről.
Az evolúció központi kérdése az , hogy hogyan jelentek meg a protosejtek és hogyan indult el a versengés folyamata, amely az élet kialakulásához vezetett. Funkcionális protocellákat még nem sikerült beszerezni a laboratóriumban, de a folyamat megértésének célja meglehetősen elérhető [2] [3] [4] .
2008-ban az amerikai biológusok fontos lépést tettek az élet keletkezésének kezdeti szakaszainak megértése felé. Sikerült létrehozniuk egy egyszerű lipidekből és zsírsavakból álló héjú „ protocellát ”, amely képes a környezetből imidazol-aktivált nukleotid-monofoszfátokat, a DNS-szintézishez szükséges „építőköveket” felszívni [5] . 2011-ben japán tudósok arról számoltak be, hogy képesek voltak kationos héjjal és DNS -elemekkel ellátott vezikulákat létrehozni , amelyek képesek osztódni a DNS- t replikáló polimeráz láncreakció eredményeként. [6]
| Az élet eredete | |
|---|---|
| Fogalmak | |
| Hipotézisek |
|
| Tanulmány | |