Милер-Јуријев експеримент

Шема есксперимента

Милер-Јуријев експеримент[1] (или Јури-Милеров експеримент)[2] је експеримент који је симулирао хипотетичке услове за које се сматрало да су постојали у Хадском геолошком периоду и проверавали су могућност хемијских почетака живота. Овај експеримент је подржавао хипотезу Александра Опарина и Ч. Б. С. Халдејна да су услови у Хадском геолошком периоду омогућавали хемијске реакције које су синтетисале органска једињења од неорганских. Овај експеримент 1952. године извели су Стенли Милер и Харолд Јури са Универзитета у Чикагу,[3] а њихови резултати су објављени 1953.[4][5][6]

После Милерове смрти 2007. године, научници који су испитивали конзервиране продукте оригиналног експеримента открили су да је настало много више од 20 различитих аминокиселина које је Милер добио у првобитном експерименту, и више од 20 који се јављају у живим бићима.[7] Штавише, неки докази су наговестили да је Земљина првобитна атмосфера могла имати другачији састав гасова од оних коришћених у Милер-Јуријевом експерименту. Постоје докази о великим вулканским ерупцијама пре 4 милијарде година, које би могле да испусте угљен-диоксид, азот, водоник-сулфид (H2S) и сумпор-диоксид у атмосферу. Експерименти који су обухватали ове гасове уз оне у првобитном Милер-Јуријевом експерименту су произвели још разноврсније молекуле.[8]

Експеримент[уреди | уреди извор]

Описни видео експеримента

У експерименту коришћени су вода (H2O), метан (CH4), амонијак (NH3) и водоник (H2). Све хемикалије биле су запечаћене у петолитарској стакленој посуди повезаној са боцом од 500 ml до пола пуном воде. Текућа вода у мањој посуди била је загрејана до индукционог испаравања, а водена пара је пуштена да улази у већу посуду. У другој посуди су се налазиле и две електроде између којих су се стварале варнице, које су симулирале муње у воденој пари и смеши гасова, а симулирана атмосфера поново је хлађена како би се вода кондензовала и капала у филтер у облику латиничног слова „U” на дну апаратуре.

Након једног дана, раствор сакупљен у филтеру постао је розе боје.[9] На крају прве недеље непрекидног рада, посуда са кључалом водом је уклоњена, а додат је живин хлорид како би се спречила контаминација микробима. Реакција је заустављена додавањем баријум хидроксида и сумпорне киселине и упарена је како би се уклониле нечистоће. Користећи папирну хроматографију, Милер је идентификовао пет аминокиселина присутних у раствору: глицин, α-аланин и β-аланин су позитивно идентификовани, док су аспарагинска киселина и α-аминобутирна киселина биле мање извесне, јер су мрље биле слабе.[4]

У интервјуу 1996. године, Стенли Милер се присетио експеримената које је извео током живота и изјавио:„Само укључивање искре у основном пребиотичком експерименту даће 11 од 20 аминокиселина”.[10]

Као што је уочено у свим наредним експериментима, и леви (Л) и десни (Д) оптички изомери створени су у рацемској модификацији. У биолошким системима, скоро сва једињења су нерацемска или хомохирална.

Првобитни експеримент је данас под надзором бившег Милеровог и Јуријевог студента Џефрија Баде, професора на Универзитету Калифорније у Сан Дијегу.[11] Апаратура коју су користили за извођење експеримента је изложена у Денверском музеју природе и науке.[12]

Хемија експеримента[уреди | уреди извор]

Једнофазне реакције међу компонентама смеше могу произвести цијановодоничну киселину (HCN), формалдехид (CH2O)[13] и друге активне посредне супстанце (ацетилен, цијаноацетилен, итд.):

CO2 → CO + [O] (атомски кисеоник)
CH4 + 2[O] → CH2O + H2O
CO + NH3 → HCN + H2O
CH4 + NH3 → HCN + 3H2 (БМА процес)

Формалдехид, амонијак и HCN затим реагују Стрекеровом синтезом како би формирали аминокиселине и остале биомолекуле:

CH2O + HCN + NH3 → NH2-CH2-CN + H2O
NH2-CH2-CN + 2H2O → NH3 + NH2-CH2-COOH (глицин)

Осим тога, вода и формалдехид могу реаговати преко Бутлерове реакције да би произвели различите шећере као што је рибоза.

Експерименти су показали да се једноставна органска једињења градивних блокова протеина и других макромолекула могу формирати из гасова са додатком енергије.

Види још[уреди | уреди извор]

Референце[уреди | уреди извор]

  1. ^ Hill HG, Nuth JA (2003). „The catalytic potential of cosmic dust: implications for prebiotic chemistry in the solar nebula and other protoplanetary systems”. Astrobiology. 3 (2): 291—304. PMID 14577878. doi:10.1089/153110703769016389. 
  2. ^ Balm, S. P.; Hare J.P.; HW, Kroto (1991). „The analysis of comet mass spectrometric data”. Space Science Reviews. 56: 185—9. Bibcode:1991SSRv...56..185B. doi:10.1007/BF00178408. 
  3. ^ Bada, Jeffrey L. (2000). „Stanley Miller's 70th Birthday” (PDF). Origins of Life and Evolution of the Biosphere. Netherlands: Kluwer Academic Publishers. 30: 107—12. doi:10.1023/A:1006746205180. Архивирано из оригинала (PDF) на датум 27. 02. 2009. Приступљено 21. 06. 2011. 
  4. ^ а б Miller, Stanley L. (1953). „Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions” (PDF). Science. 117 (3046): 528. PMID 13056598. doi:10.1126/science.117.3046.528. 
  5. ^ Miller, Stanley L.; Urey, Harold C. (1959). „Organic Compound Synthesis on the Primitive Earth”. Science. 130 (3370): 245. PMID 13668555. doi:10.1126/science.130.3370.245.  Miller states that he made „А more complete analysis of the products" in the 1953 experiment, listing additional results.
  6. ^ Lazcano, J. L.; Bada (2004). „The 1953 Stanley L. Miller Experiment: Fifty Years of Prebiotic Organic Chemistry”. Origins of Life and Evolution of Biospheres. 33 (3): 235—242. PMID 14515862. doi:10.1023/A:1024807125069. 
  7. ^ BBC: The Spark of Life. TV Documentary, BBC 4, 26 August 2009.
  8. ^ „Right-handed amino acids were left behind”. New Scientist (2554). Reed Business Information Ltd. 02. 06. 2006. стр. 18. Приступљено 09. 07. 2008. 
  9. ^ Asimov, Isaac (1981). Extraterrestrial Civilizations. Pan Books Ltd. p. 178.
  10. ^ „EXOBIOLOGY: An Interview with Stanley L. Miller”. web.archive.org. 18. 05. 2008. Архивирано из оригинала на датум 18. 05. 2008. Приступљено 28. 12. 2018. 
  11. ^ Dreifus, Claudia (17. 05. 2010). „A Marine Chemist Studies How Life Began”. The New York Times (на језику: енглески). ISSN 0362-4331. Приступљено 28. 12. 2018. 
  12. ^ „Astrobiology Collection: Miller-Urey Apparatus : Denver Museum of Nature & Science”. web.archive.org. 24. 05. 2013. Архивирано из оригинала на датум 24. 05. 2013. Приступљено 28. 12. 2018. 
  13. ^ Read "Exploring Organic Environments in the Solar System" at NAP.edu (на језику: енглески). 

Спољашње везе[уреди | уреди извор]