Protobiontit tai protosolut ( englanniksi protocell tai protobiont ) - hypoteettinen primitiivinen organismi , joka joidenkin elämän syntyteorioiden mukaan syntyisi orgaanisen aineen kertymisestä ja oli primitiivinen elämänmuoto, prokaryoottisten solujen esiaste .
Sellaiset "organismit" voisivat olla itseorganisoituneita, endogeenisesti järjestettyjä lipidien pallomaisia kertymiä , joista oletettavasti soluelämä on peräisin [1] , tai orgaanisten polymeerien soluton aggregaatti, joka on koottu spontaanisti abioottisesti ja jota ympäröi kalvorakenne. Protobionteilla on joitain elämään liittyviä ominaisuuksia, kuten yksinkertainen lisääntyminen, aineenvaihdunta ja kiihtyvyys, sekä sisäisen kemiallisen ympäristön ylläpitäminen, joka eroaa ulkoisesta ympäristöstä.
Esimerkki protobionteista on Alexander Oparinin ja Sidney W. Foxin kokeet , jotka osoittivat, että tällaiset rakenteet voivat muodostua spontaanisti olosuhteissa, jotka ovat samankaltaisia kuin ne, joiden uskottiin olleen olemassa Maan muodostumisajankohtana. Näissä kokeissa muodostui liposomeja ja mikropalloja, joiden kalvorakenteet olivat samanlaisia kuin solun fosfolipidikaksoiskerrokset . 1900-luvun puolivälissä monimutkaisia orgaanisia aineita saatiin kokeellisesti johtamalla sähkövaraukset kaasujen ja höyryjen seoksen läpi, mikä hypoteettisesti osuu yhteen muinaisen Maan ilmakehän koostumuksen kanssa. Protosoluina Oparin piti koaservaatteja - orgaanisia rakenteita, joita ympäröivät rasvakalvot . Sidney W. Fox tutki 1950- ja 1960-luvuilla peptidirakenteiden spontaania muodostumista olosuhteissa, jotka ovat todennäköisesti olleet olemassa varhaisessa maapallon historiassa. Hän osoitti, että aminohapot voivat muodostaa spontaanisti pieniä ketjuja, joita kutsutaan peptideiksi. Yhdessä kokeissaan hän antoi aminohappojen kuivua ikään kuin ne leviäisivät pinnalle lämpimässä, kuivassa paikassa ennen elämää edeltävissä olosuhteissa. Hän havaitsi, että kuivaamisen jälkeen aminohapot muodostavat pitkiä, usein silloittuneita, rihmamaisia mikroskooppisia polypeptidipalloja , joita hän kutsui " proteiinimikropalloiksi ". Tämän pohjalta pohdittiin teorioita elämän samanaikaisesta syntymisestä ja evoluutioprosessista. On ehdotettu, että samoin kuin evoluutioprosessi toimii elävissä olennoissa, myös kemiallisten yhdisteiden evoluutiomekanismit toimivat ennen elämän syntyä.
Tässä mielessä tutkijat, kuten Martin A. Novak ja Hisashi Otsuki , ovat olettaneet, kuinka ja milloin kemiallisesta kinetiikasta tulee evolutionaarista dynamiikkaa, muodostaen yleisen matemaattisen teorian evoluution alkuperästä.
Evoluution keskeinen kysymys on, miten protosolut syntyivät ja miten kilpailuprosessi alkoi, joka johti elämän syntymiseen. Toimivia protosoluja ei ole vielä saatu laboratoriossa, mutta tavoite prosessin ymmärtämisestä on varsin saavutettavissa [2] [3] [4] .
Vuonna 2008 amerikkalaiset biologit ottivat tärkeän askeleen kohti elämän alkuvaiheiden ymmärtämistä. He onnistuivat luomaan " protosolun ", jossa oli yksinkertaisista lipideistä ja rasvahapoista koostuva kuori, joka pystyy vetämään ympäristöstä imidatsolilla aktivoituja nukleotidimonofosfaatteja, DNA-synteesin "rakennuspalikoita" [5] . Vuonna 2011 japanilaiset tutkijat raportoivat pystyneensä luomaan vesikkelejä , joissa oli kationinen kuori ja sisällä DNA -elementtejä, jotka pystyivät jakautumaan DNA:ta replikoivan polymeraasiketjureaktion seurauksena . [6]
| Elämän alkuperä | |
|---|---|
| Käsitteet | |
| Hypoteesit |
|
| Opiskelu | |