Expérience Miller et Urey

Quelle est l'expérience de Miller et Urey?

Il Expérience Miller et Urey Il se compose de la production de molécules organiques en utilisant des molécules inorganiques simples plus simples conditions dans certaines conditions. L'objectif de l'expérience était de recréer les conditions ancestrales de la planète Terre.

L'intention de cette récréation était de vérifier l'origine possible des biomolécules. En effet, la simulation a réalisé la production de molécules - comme acides aminés et acides nucléiques - indispensables aux organismes vivants.

Avant Miller et Urey: perspective historique

L'explication de l'origine de la vie a toujours été un sujet intensément débattu et controversé. Pendant la Renaissance, on croyait que la vie était soudainement originaire et hors de nulle part. Cette hypothèse est connue sous le nom de génération spontanée.

Par la suite, la pensée critique des scientifiques a commencé à germer et l'hypothèse a été exclue. Cependant, l'inconnu soulevé au début est resté diffus.

Au cours de la décennie des 20, les scientifiques de l'époque ont utilisé le terme «soupe primordiale» pour décrire un environnement hypothétique océanique dans lequel la vie est probablement originaire.

Le problème était de proposer une origine logique des biomolécules qui rendent la vie possible (glucides, protéines, lipides et acides nucléiques) à partir de molécules inorganiques.

Déjà dans les années 50, avant les expériences de Miller et Urey, un groupe de scientifiques a réussi à synthétiser l'acide formique à partir du dioxyde de carbone. Cette formidable découverte a été publiée dans le prestigieux magazine Science.

Quelle a été l'expérience?

En 1952, Stanley Miller et Harold Urey ont conçu un protocole expérimental pour simuler un environnement primitif dans un système ingénieux de tubes en verre et d'électrodes construits par eux-mêmes.

Le système était formé d'un ballon avec de l'eau, analogue à l'océan primitif. Connecté à ce flacon, il y en avait un autre avec les composants de l'atmosphère prébiotique présumée.

Miller et Urey ont utilisé les proportions suivantes pour la recréer: 200 mmHg de méthane (CH₄), 100 mmHg d'hydrogène (h₂), 200 mmHg d'ammoniac (NH₃) et 200 ml d'eau (h₂SOIT).

Le système avait également un condenseur, dont le travail était de refroidir les gaz comme la pluie. De même, ils ont intégré deux électrodes capables de produire des tensions élevées, dans le but de créer des molécules hautement réactives qui ont conduit à la formation de molécules complexes.

Ces étincelles ont cherché à simuler les rayons possibles et la foudre de l'environnement prébiotique. L'appareil s'est terminé sous une forme «U» qui a empêché la vapeur de se déplacer dans la direction opposée.

L'expérience a reçu des chocs électriques pendant une semaine, en même temps que l'eau a été chauffée. Le processus de chauffage a simulé l'énergie solaire.

Résultats

Les premiers jours, le mélange d'expérience était totalement propre. Avec le cours des jours, le mélange a commencé à prendre une couleur rougeâtre. À la fin de l'expérience, ce liquide a pris une couleur rouge intense presque brune et sa viscosité a augmenté de manière significative.

L'expérience a réalisé ses principaux objectifs et des molécules organiques complexes ont été générées à partir des composants hypothétiques de l'atmosphère primitive (méthane, ammoniac, hydrogène et vapeur d'eau).

Les chercheurs ont réussi à identifier les traces d'acides aminés, comme la glycine, l'alanine, l'acide aspartique et l'acide aminé-butyrique, qui sont les principaux composants des protéines.

Le succès de cette expérience a contribué à d'autres chercheurs continue d'explorer l'origine des molécules organiques. Ajoutant des modifications au protocole Miller et Urey, les vingt acides aminés connus ont été recréés.

Les nucléotides pourraient également être générés, qui sont les blocs fondamentaux du matériel génétique: l'ADN (acide désoxyribonucléique) et l'ARN (acide ribonucléique).

Importance

L'expérience a réussi à vérifier expérimentalement l'apparition de molécules organiques et propose un scénario assez attrayant pour expliquer l'origine possible de la vie.

Cependant, un dilemme inhérent est créé, car la molécule d'ADN est nécessaire pour les protéines et l'ARN. Rappelons que le dogme central de la biologie propose que l'ADN soit transcrit à l'ARN et cela est transcrit aux protéines (les exceptions à cette prémisse sont connues, comme le rétrovirus).

Alors, comment ces biomolécules se forment-elles de leurs monomères (acides aminés et nucléotides) sans la présence d'ADN?

Heureusement, la découverte des ribzymes a réussi à clarifier ce paradoxe apparent. Ces molécules sont l'ARN catalytique. Cela résout le problème, car la même molécule peut catalyser et transporter des informations génétiques. C'est pourquoi il y a l'hypothèse du monde de l'ARN primitif.

Le même ARN peut se reproduire et participer à la formation de protéines. L'ADN pouvait venir secondaire et être sélectionné comme molécule de l'héritage sur l'ARN.

Ce fait pourrait se produire pour plusieurs raisons, principalement parce que l'ADN est moins réactif et plus stable que l'ARN.

Conclusions

La principale conclusion de cette conception expérimentale peut être résumé avec l'énoncé suivant: Les molécules organiques complexes pourraient avoir leur origine de molécules inorganiques plus simples, si elles sont exposées aux conditions de l'atmosphère primitive présumée telle que les tensions élevées, le rayonnement ultraviolet et les faibles et bas contient de l'oxygène.

De plus, certaines molécules inorganiques ont été trouvées qui sont des candidats idéaux pour la formation de certains acides aminés et nucléotides.

L'expérience nous permet d'observer comment la création des blocs d'organismes vivants pourrait être, en supposant que l'environnement primitif s'adapte aux conclusions décrites.

Il est très probable que le monde avant l'apparence de la vie aura plus de nombres et de composants complexes que ceux utilisés par Miller.

Bien qu'il semble peu susceptible de proposer l'origine de la vie basée sur des molécules aussi simples, Miller pourrait le vérifier avec une expérience subtile et ingénieuse.

Critique de l'expérience

Il y a encore des débats et des controverses sur les résultats de cette expérience et comment les premières cellules sont originaires.

On pense actuellement que les composants que Miller utilise pour former l'atmosphère primitive ne se conforme pas à la réalité. Une vision plus moderne donne aux volcans un rôle important et propose que les gaz que ces structures produisent.

Un point clé de l'expérience de Miller a également été remis en question. Certains chercheurs pensent que l'atmosphère a eu peu d'impact sur la création d'organismes vivants.