Themele të biologjisë evolutive (2) – Evoluimi i biomolekulave

Biomolekulat janë formuar nëpërmjet evolucionit kimik

Shfaqja e qelizës së parë…

Përbërjet kimike të organizmit tonë, gjenden në sasira mjaft të vogla në mjedisin rrethues. Aminoacidet dhe karbohidratet gjenden vetëm  në gjurmë të vogla në koren tokësore, në det apo në atmosferë. Që këtej lind pyetja: si mundën organizmat e parë, primitivë, që ishin njëqelizorë, të përftonin karakteristikat e njësive themelore?

Sipas një hipoteze, këto përbërje (komponime) u formuan nën shtysën e forcave të fuqishme atmosferike – si rrezatimet ultravjollcë, shkarkesat elektrike, apo shpërthimet vullkanike – mbi gazet e pranishëm në atmosferën e Tokës primitive, prebiotike, ose mbi tretësirat joorganike (inorganike) në rrymat e thella oqeanike të mbingrohura.

Kjo hipotezë u provua në një eksperiment klasik mbi origjinën abiotike të jetës (pra, origjina jo biologjike e jetës), nga Stanley Miller, më 1953, në laboratorin e Harold Hurey.

Eksperimenti i Millerit

Eksperimenti i Millerit

Milleri nënshtroi gazra, apo më saktë përzierje gazesh, si ato që gjendeshin në Tokën prebiotike – ndër të cilat: NH3, CH4, H2O dhe H2 – ndaj shkarkesave elektrike të prodhuara në një poç nga dy elektroda. Eksperimenti vazhdoi për më shumë se një javë. Më pas u analizua përmbajtja e poçit ku kishte (!) ndodhur reaksioni.

Pjesa (faza) gazoze e përzierjes origjinale përmbante CO dhe CO2, së bashku me përbërje nga të fillimit. Pjesa (faza) ujore  përmbante një sërë përbërjesh, përfshirë aminoacide, acide oksidrilike, aldeide dhe acid cianhidrik (HCN). Ky eksperiment, demonstroi  mundësinë e prodhimit (gjenerimit) abiotik të biomolekulave, në një kohë relativisht të shkurtër dhe në kushte mjaft minimale, krahasuar me ato që supozohen të kenë ekzistuar në Tokën primitive, abiotike.

Të tjera eksperimente, të zhvilluar me teknika më të sofistikuara, kanë treguar se, përbërje të tjera organike të pranishme në qelizat e gjalla, si polipeptidet apo molekula të ngjashme me ARN-në, mund të formohen në kushtet e eksperimentit të Miller-it.

Polimerët e ARN-së mund të veprojnë si katalizatorë në reaksione që kanë një rëndësi të veçantë biologjike; këta polimerë ARN-je me shumë mundësi kanë patur një rol parësor në evolucionin prebiotik. Rol, i kryer si katalizatorë dhe si ruajtës apo depozitues të informacionit (se si duhet të procedohet në reaksionet qelizore).

Rinstinkt, Mars 2013

Kimia dhe Jeta Biologjike

Kimia dhe Jeta Biologjike

Njohja e kimise eshte thelbesore per te kuptuar organizmat dhe menyren se si ata funksionojne. Xhaguari, bimet e pyjeve te shiut tropikal, si dhe shume insekte dhe mikroorganizma te tjere qe mund te mos i keni pare, kane se bashku ngjashmeri te medha ne perberjen e tyre kimike  dhe ne proceset metabolike baze. Keto ngjashmeri kimike japin nje prove te forte mbi evolucionin e te gjithe organizmave nga nje paraardhes i larget (ançestral) dhe shpjegojne se perse puna qe biologet bejne ne laborator mbi bakteret apo minjte mund te aplikohet edhe ne organizma te tjere, perfshire njerezit. (Shiko: Eksperimentimi shkencor me kafshët)

Per te shkuar edhe me tej, konceptet (principet) baze kimike dhe fizike qe drejtojne organizmat nuk jane te vlefshme vetem per qeniet e gjalla, pra ato mund te aplikohen edhe per sistemet jo te gjalla.

Studimet e “Human Genome Project” dhe studime te lidhura ngushte me te, te bazuar kryesisht tek biokimia dhe biologjia molukulare kane treguar mjaft per vecorite kimike dhe fizike te molekulave qe perbejne qeniet e gjalla.

Nje biokimist mund te hetoje mbi nderveprimin preçiz midis atomeve te nje qelize dhe molekulave qe permbajne “rrymën e energjisë” thelbesore per ekzistencen e jetës, ndersa nje biolog molekular mund te studioje se si proteinat nderveprojne me acidin dezoksiribonukleik (ADN) ne reaksionet qe kontrollojne shprehjen e gjeneve te caktuara.

Gjithsesi, te kuptuarit e kimise eshte thelbesore per te tere biologet.

Një biolog mund te studioje evolucionin duke krahasuar ADN-në e tipave te ndryshem te organizmave. Një ekologjist mund te studioje se si transferohet energjia ndermjet organizmave qe jetojne ne një estuar ose te monitoroje efektet biologjike te ndryshimit te shkalles se kripesise se ujit. Një botanist mund te studioje perberesit unike te prodhuar nga bimet ose te kerkoje burime te reja agjentesh (kimikë) mjekësorë (tek bimet).

E rendesishme është te kuptohet se si struktura e atomeve percakton menyren se si formohen lidhjet kimike per te prodhuar perberje komplekse.

Perberjet inorganike. Nder perberjet biologjikisht me te rendesishme inorganike janë uji, disa acide dhe baza te thjeshta, dhe kriperat e thjeshta. Rendesi te vecante ka uji, substanca me me bollek tek organizmat dhe ne siperfaqen e Tokës; tek uji studiohet se si vecorite e tij unike ndikojne tek qeniet e gjalla, po ashtu edhe ne ambjentin rrethues.

Perberjet organike. Perberjet qe permbajne karbon, te ashtuquajturat “organike”, janë pergjithesisht te medha dhe komplekse. Konceptualisht, ne keto perberje te karbonit, dy ose me shumë atome karboni lidhen me njeri-tjetrin per te formuar një skelet te molekules (organike).

 

-

 

[Të pëlqeu postimi? Nëse po, atëhere mos harro të vendoshësh një “Like” tek faqja e blogut në Facebook.]