Protobionter , eller protoceller ( engelska protocell eller protobiont ) - en hypotetisk primitiv organism , som, enligt vissa teorier om livets ursprung, skulle uppstå från ansamling av organiskt material och var en primitiv livsform, föregångaren till prokaryota celler .
Sådana "organismer" kan vara självorganiserade, endogent ordnade sfäriska ansamlingar av lipider , från vilka, antagligen, cellulärt liv härstammar [1] , eller ett cellfritt aggregat av organiska polymerer, sammansatt spontant abiotiskt, omgiven av en membranstruktur. Protobionter uppvisar vissa egenskaper associerade med liv, såsom enkel reproduktion, metabolism och excitabilitet, samt att upprätthålla en inre kemisk miljö som skiljer sig från den yttre.
Ett exempel på protobionter är Alexander Oparins och Sidney W. Foxs experiment , som visade att sådana strukturer kunde bildas spontant under förhållanden som liknar de man trodde hade existerat vid tiden för jordens bildande. I dessa experiment bildades liposomer och mikrosfärer med membranstrukturer liknande cellfosfolipiddubbelskikt . I mitten av 1900-talet erhölls komplexa organiska ämnen experimentellt genom att leda elektriska laddningar genom en blandning av gaser och ångor, som hypotetiskt sammanfaller med sammansättningen av den antika jordens atmosfär. Som protoceller betraktade Oparin koacervater - organiska strukturer omgivna av fettmembran . Sidney W. Fox under 1950- och 1960-talen studerade den spontana bildningen av peptidstrukturer under förhållanden som sannolikt har funnits tidigt i jordens historia. Han visade att aminosyror spontant kan bilda små kedjor som kallas peptider. I ett av sina experiment lät han aminosyrorna torka ut som om de spreds på en yta på en varm, torr plats under förhållanden före livet. Han fann att efter torkning bildar aminosyrorna långa, ofta tvärbundna, filamentösa mikroskopiska polypeptidkulor , som han kallade " proteinoidmikrosfärer ". Utifrån detta diskuterades teorier om livets samtidiga uppkomst och evolutionsprocessen. Det har föreslagits att, i likhet med hur evolutionsprocessen fungerar i levande varelser, kommer evolutionära mekanismer i kemiska föreningar också att fungera innan liv uppstår.
I denna mening har forskare som Martin A. Novak och Hisashi Otsuki postulerat hur och när kemisk kinetik blir evolutionär dynamik och formulerat en generell matematisk teori om evolutionens ursprung.
Evolutionens centrala fråga är hur protoceller dök upp och hur tävlingsprocessen började, vilket ledde till livets uppkomst. Funktionella protoceller har ännu inte erhållits i laboratoriet, men målet att förstå processen är ganska uppnåeligt [2] [3] [4] .
År 2008 tog amerikanska biologer ett viktigt steg mot att förstå de första stadierna av livets ursprung. De lyckades skapa en " protocell " med ett skal av enkla lipider och fettsyror, som kan dra in imidazolaktiverade nukleotidmonofosfater från miljön, de "byggstenar" som är nödvändiga för DNA-syntes [5] . 2011 rapporterade japanska forskare att de kunde skapa vesiklar med ett katjoniskt skal och DNA- element inuti, som kan dela sig som ett resultat av en polymeraskedjereaktion som replikerar DNA. [6]
| Livets ursprung | |
|---|---|
| Begrepp | |
| Hypoteser |
|
| Studie | |