De celleopprinnelse den dateres tilbake mer enn 3,5 milliarder år gammel. Måten disse funksjonelle enhetene oppsto på, har vekket vitenskapenes nysgjerrighet i flere århundrer..
Opprinnelsen til livet per se det ble ledsaget av opprinnelsen til cellene. I et primitivt miljø var miljøforholdene veldig forskjellige fra det vi observerer i dag. Oksygenkonsentrasjonen var praktisk talt null, og atmosfæren ble dominert av en annen gassammensetning..
Ulike erfaringer i laboratoriet har vist at det under polymerens innledende miljøforhold er mulig å polymerisere forskjellige biomolekyler som er karakteristiske for organiske systemer, nemlig: aminosyrer, sukker osv..
Et molekyl med katalytisk kapasitet og for å replikere seg selv (potensielt et RNA) kan være innesluttet i en fosfolipidmembran og danne de første primitive prokaryote cellene, som utviklet seg etter Darwinistiske prinsipper.
Likeledes blir opprinnelsen til den eukaryote cellen vanligvis forklart ved bruk av endosymbiotisk teori. Denne ideen støtter at en stor bakterie svelget en mindre og med tiden oppstod organellene vi kjenner i dag (kloroplaster og mitokondrier).
Artikkelindeks
Celle er et begrep som kommer fra den latinske roten cellula, som betyr hul. Dette er de funksjonelle og strukturelle enhetene til levende ting. Begrepet ble brukt for første gang i det syttende århundre av forsker Robert Hooke, da han undersøkte et korkark under lyset av et mikroskop og observerte en slags celler.
Med denne oppdagelsen ble flere forskere - spesielt bidrag fra Theodor Schwann og Matthias Schleiden - interessert i den mikroskopiske strukturen i levende materie. På denne måten ble en av de viktigste søylene i biologien født: celleteori..
Teorien hevder at: (a) alle organiske vesener er sammensatt av celler; (b) celler er livsenheten; (c) de kjemiske reaksjonene som opprettholder liv forekommer innenfor cellens grenser, og (d) alt liv kommer fra eksisterende liv.
Dette siste postulatet er oppsummert i den berømte setningen til Rudolf Virchow: “omnis cellula e cellula”- alle celler er avledet fra andre allerede eksisterende celler. Men hvor kom den første cellen fra? Deretter vil vi beskrive hovedteoriene som søker å forklare opprinnelsen til de første mobilstrukturene.
Livets opprinnelse er et fenomen som er nært knyttet til opprinnelsen til celler. På jorden er det to cellulære livsformer: prokaryoter og eukaryoter..
Begge linjene skiller seg i utgangspunktet når det gjelder kompleksitet og struktur, med eukaryoter som større og mer komplekse organismer. Dette er ikke å si at prokaryoter er enkle - en enkelt prokaryot organisme er en organisert og intrikat agglomerering av forskjellige molekylære komplekser..
Utviklingen av begge livets grener er et av de mest spennende spørsmålene i biologiens verden.
Kronologisk antas livet å være 3,5 til 3,8 milliarder år gammelt. Dette dukket opp omtrent 750 millioner år etter dannelsen av jorden.
Tidlig på 1920-tallet begynte ideen om at organiske makromolekyler spontant kunne polymerisere under miljøforholdene til en primitiv atmosfære - med lave oksygenkonsentrasjoner og høye CO-konsentrasjoner - å bli utviklet.to og Nto, pluss en serie gasser som Hto, HtoS og CO.
Det antas at den hypotetiske primitive atmosfæren ga et reduserende miljø, som sammen med en energikilde (som sollys eller elektriske utladninger) skapte forholdene som bidro til polymeriseringen av organiske molekyler..
Denne teorien ble bekreftet eksperimentelt i 1950 av forsker Stanley Miller under studiene..
Etter å ha spesifisert de nødvendige forholdene for dannelsen av molekylene som vi finner i alle levende vesener, er det nødvendig å foreslå et primitivt molekyl med evnen til å lagre informasjon og replikere seg selv - nåværende celler lagrer genetisk informasjon under et språk med fire nukleotider i DNA-molekyl.
Til dags dato er den beste kandidaten for dette molekylet RNA. Først i 1980 oppdaget forskerne Sid Altman og Tom Cech de katalytiske evnene til denne nukleinsyren, inkludert polymeriseringen av nukleotider - et kritisk trinn i utviklingen av liv og celler..
Av disse grunner antas det at livet begynte å bruke RNA som genetisk materiale, og ikke DNA slik de aller fleste nåværende former gjør..
Når makromolekylene og molekylet som er i stand til å lagre informasjon og replikere seg selv er oppnådd, er det nødvendig med en biologisk membran for å bestemme grensene mellom levende og ekstracellulært miljø. Evolusjonært markerte dette trinnet opprinnelsen til de første cellene.
Det antas at den første cellen har oppstått fra et RNA-molekyl som ble lukket av en membran sammensatt av fosfolipider. Sistnevnte er amfipatiske molekyler, noe som betyr at den ene delen er hydrofil (løselig i vann) og den andre delen er hydrofob (ikke løselig i vann)..
Når fosfolipider er oppløst i vann, har de evnen til å samle seg spontant og danne et lipiddobbelag. Polarhodene er gruppert mot det vandige miljøet og de hydrofobe halene inni, i kontakt med hverandre.
Denne barrieren er termodynamisk stabil og skaper et rom som lar cellen skille seg fra det ekstracellulære miljøet..
Over tid fortsatte RNA innesluttet i lipidmembranen sin evolusjonære vei etter darwinistiske mekanismer - til de presenterte komplekse prosesser som proteinsyntese.
Når disse primitive cellene ble dannet, begynte utviklingen av de metabolske banene vi kjenner i dag. Det mest sannsynlige scenariet for opprinnelsen til de første cellene er havet, så de første cellene klarte å skaffe mat og energi direkte fra miljøet.
Når maten ble knapp, må visse cellevarianter ha dukket opp med alternative metoder for å skaffe mat og generere energi som tillot dem å fortsette replikasjonen..
Generering og kontroll av cellemetabolisme er viktig for dens kontinuitet. Faktisk er de viktigste metabolske banene bevart bredt blant nåværende organismer. For eksempel utfører både en bakterie og et pattedyr glykolyse.
Det har blitt foreslått at energiproduksjon utviklet seg i tre trinn, startende med glykolyse, etterfulgt av fotosyntese og slutt med oksidativ metabolisme..
Siden det primitive miljøet manglet oksygen, er det sannsynlig at tidlige metabolske reaksjoner klarte seg uten det..
Celler var unikt prokaryote inntil for rundt 1,5 milliarder år siden. På dette stadiet dukket de første cellene opp med en ekte kjerne og organeller. Den mest fremtredende teorien i litteraturen som forklarer utviklingen av organeller er endosymbiotisk teori (endo betyr internt).
Organismer er ikke isolert i sitt miljø. Biologiske samfunn presenterer flere interaksjoner, både antagonistiske og synergistiske. En paraplybetegnelse som brukes for forskjellige interaksjoner er symbiose - tidligere kun brukt for mutualistiske forhold mellom to arter.
Interaksjoner mellom organismer har viktige evolusjonære konsekvenser, og det mest dramatiske eksemplet på dette er den endosymbiotiske teorien, som opprinnelig ble foreslått av den amerikanske forskeren Lynn Margulis på 1980-tallet..
I følge denne teorien var noen eukaryote organeller - som kloroplaster og mitokondrier - opprinnelig frilevende prokaryote organismer. På et eller annet tidspunkt i evolusjonen ble en prokaryot svelget av en større, men ble ikke fordøyd. I stedet overlevde han og ble fanget inne i den større organismen..
I tillegg til overlevelse ble reproduksjonstiden mellom de to organismer synkronisert, og klarte å overføre til påfølgende generasjoner.
Når det gjelder kloroplaster, viste den oppslukte organismen alt det enzymatiske maskineriet for å utføre fotosyntese, og forsynte den større organismen med produktene fra disse kjemiske reaksjonene: monosakkarider. Når det gjelder mitokondrier, antas det at den oppslukte prokaryoten kan være en forfedres α-proteobakterier.
Imidlertid er den potensielle identiteten til den større vertsorganismen et åpent spørsmål i litteraturen..
Den oppslukte prokaryote organismen mistet celleveggen sin, og gjennom evolusjonen gjennomgikk de relevante modifikasjonene som stammer fra moderne organeller. Dette er i det vesentlige den endosymbiotiske teorien.
Foreløpig er det flere fakta som støtter teorien om endosymbiose, nemlig: (a) størrelsen på nåværende mitokondrier og kloroplaster ligner på prokaryoter; (b) disse organellene har sitt eget genetiske materiale og syntetiserer en del av proteinene, selv om de ikke er helt uavhengige av kjernen, og (c) det er flere biokjemiske likheter mellom begge biologiske enheter.
Utviklingen av eukaryote celler er assosiert med en rekke fordeler i forhold til prokaryote celler. Økningen i størrelse, kompleksitet og deling muliggjorde en rask utvikling av nye biokjemiske funksjoner.
Etter ankomsten av den eukaryote cellen, kom flercellularitet. Hvis en celle "ønsker" å dra nytte av større størrelse, kan den ikke bare vokse, siden celleoverflaten må være stor i forhold til volumet.
Dermed var organismer med mer enn en celle i stand til å øke størrelsen og fordele oppgavene mellom de mange cellene som komponerer dem..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.