Protobionts sau protocelule ( în engleză protocelulă sau protobiont ) - un organism primitiv ipotetic , care, potrivit unor teorii despre originea vieții, ar apărea din acumularea de materie organică și a fost o formă primitivă de viață, precursorul celulelor procariote .
Astfel de „organisme” ar putea fi acumulări sferice auto-organizate, ordonate endogen, de lipide , din care, probabil, a apărut viața celulară [1] , sau un agregat de polimeri organici fără celule, asamblați spontan abiotic, înconjurat de o structură membranară. Protobionții prezintă unele proprietăți asociate vieții, cum ar fi reproducerea simplă, metabolismul și excitabilitatea, precum și menținerea unui mediu chimic intern diferit de cel extern.
Un exemplu de protobionți îl reprezintă experimentele lui Alexander Oparin și Sidney W. Fox , care au arătat că astfel de structuri s-ar putea forma spontan în condiții similare cu cele despre care se crede că ar fi existat în momentul formării Pământului. În aceste experimente, s-au format lipozomi și microsfere cu structuri membranare similare cu straturile duble de fosfolipide celulare . La mijlocul secolului al XX-lea , substanțele organice complexe au fost obținute experimental prin trecerea sarcinilor electrice printr-un amestec de gaze și vapori, care coincide ipotetic cu compoziția atmosferei antice a Pământului. Ca protocelule, Oparin a considerat coacervate - structuri organice înconjurate de membrane grase . Sidney W. Fox în anii 1950 și 1960 a studiat formarea spontană a structurilor peptidice în condiții care probabil ar fi existat la începutul istoriei Pământului. El a demonstrat că aminoacizii pot forma în mod spontan lanțuri mici numite peptide. Într-unul dintre experimentele sale, el a permis aminoacizilor să se usuce ca și cum s-ar fi răspândit pe o suprafață într-un loc cald și uscat în condiții de dinainte de viață. El a descoperit că, după uscare, aminoacizii formează globule polipeptidice microscopice filamentoase lungi, adesea reticulate , pe care le-a numit „ microsfere proteinoide ”. Pe baza acesteia, au fost discutate teorii despre originea simultană a vieții și procesul de evoluție. S-a sugerat că, similar modului în care funcționează procesul de evoluție la viețuitoare, mecanismele evolutive din compușii chimici vor funcționa și înainte de apariția vieții.
În acest sens, oameni de știință precum Martin A. Novak și Hisashi Otsuki au postulat cum și când cinetica chimică devine dinamică evolutivă, formulând o teorie matematică generală a originii evoluției.
Întrebarea centrală a evoluției este cum au apărut protocelulele și cum a început procesul de competiție, care a dus la apariția vieții. Protocelule funcționale nu au fost încă obținute în laborator, dar scopul înțelegerii procesului este destul de realizabil [2] [3] [4] .
În 2008, biologii americani au făcut un pas important spre înțelegerea etapelor inițiale ale originii vieții. Ei au reușit să creeze o „ protocelulă ” cu un înveliș de lipide și acizi grași simpli, capabile să atragă monofosfații de nucleotide activați de imidazol din mediu, „blocuri de construcție” necesare sintezei ADN-ului [5] . În 2011, oamenii de știință japonezi au raportat că au fost capabili să creeze vezicule cu înveliș cationic și elemente ADN în interior, capabile să se divizeze ca urmare a unei reacții în lanț a polimerazei care reproduce ADN-ul. [6]
| Originea vieții | |
|---|---|
| Concepte | |
| Ipoteze |
|
| Studiu | |