Experiência de Miller e Urey: descrição e importância

A experiência de Miller e Urey, realizada em 1953, foi um marco na história da ciência ao simular as condições primitivas da Terra e demonstrar que compostos orgânicos complexos, incluindo aminoácidos, poderiam ser formados a partir de substâncias inorgânicas simples, como água, metano, amônia e hidrogênio, sob a ação de descargas elétricas. Essa descoberta foi fundamental para a compreensão da origem da vida na Terra e para o desenvolvimento da teoria da evolução química, que propõe que a vida surgiu a partir de reações químicas simples em um ambiente primitivo. A importância da experiência de Miller e Urey para a biologia e a astrobiologia é incontestável, pois forneceu evidências experimentais para fundamentar teorias sobre a origem da vida e a possibilidade de existência de vida em outros planetas.

Relevância do experimento de Miller e Urey na compreensão da origem da vida.

O experimento de Miller e Urey é de extrema importância na compreensão da origem da vida. Realizado em 1953, os cientistas Stanley Miller e Harold Urey simularam as condições da Terra primitiva em um laboratório e conseguiram sintetizar aminoácidos, os blocos de construção das proteínas, a partir de substâncias simples como água, metano, amônia e hidrogênio.

Essa descoberta foi revolucionária, pois demonstrou que os compostos orgânicos essenciais para a vida podem surgir espontaneamente em um ambiente semelhante ao que existia na Terra primitiva. Isso derrubou a ideia de que a vida só poderia surgir a partir de seres vivos preexistentes, reforçando a teoria da abiogênese.

O experimento de Miller e Urey também forneceu uma base sólida para a teoria da evolução química, que postula que a vida evoluiu a partir de reações químicas simples ao longo de bilhões de anos. A capacidade de gerar moléculas orgânicas complexas em condições semelhantes às da Terra primitiva é crucial para entender como os primeiros organismos surgiram e se desenvolveram.

Em suma, a relevância do experimento de Miller e Urey na compreensão da origem da vida reside no fato de ter fornecido evidências concretas de que a vida pode surgir a partir de processos químicos naturais, lançando luz sobre um dos maiores mistérios da biologia.

Por que o trabalho de Miller é essencial para o desenvolvimento da ciência?

O trabalho de Miller é essencial para o desenvolvimento da ciência por ter sido uma das primeiras experiências a demonstrar a possibilidade da formação de moléculas orgânicas complexas a partir de condições similares às encontradas na Terra primitiva. Em sua famosa experiência, Miller e Urey simularam as condições atmosféricas e oceânicas da Terra primordial e conseguiram produzir aminoácidos, os blocos de construção das proteínas, em um ambiente controlado de laboratório.

Essa descoberta foi revolucionária, pois sustentou a teoria da abiogênese, que propõe a origem da vida a partir de materiais não vivos. Além disso, o trabalho de Miller abriu caminho para novas pesquisas sobre a origem da vida na Terra e em outros planetas, influenciando áreas como a biologia, a química e a astrobiologia.

Portanto, o legado de Miller é fundamental para o avanço da ciência, pois sua experiência pioneira lançou as bases para o estudo da evolução química e da origem da vida no nosso planeta e no universo como um todo.

Relacionado:  Clostridium septicum: características, morfologia, sintomas

Qual era o objetivo do experimento de Miller na explicação da origem da vida?

O experimento de Miller e Urey foi realizado com o objetivo de simular as condições da Terra primitiva e investigar a possibilidade de surgimento da vida a partir de substâncias inorgânicas. Stanley Miller, sob a supervisão de Harold Urey, criou um ambiente contendo água, metano, amônia e hidrogênio, que representavam a atmosfera primitiva, e submeteu essa mistura a descargas elétricas para simular os raios. O resultado foi a formação de diversos compostos orgânicos, incluindo aminoácidos, que são os blocos de construção das proteínas.

O experimento de Miller e Urey foi fundamental para demonstrar que substâncias orgânicas complexas poderiam surgir a partir de substâncias inorgânicas em condições similares às encontradas na Terra primitiva. Isso reforça a teoria de que a vida pode ter se originado a partir de reações químicas simples em um ambiente propício. A importância desse experimento reside em sua contribuição para a compreensão da origem da vida na Terra e para o desenvolvimento da biologia evolutiva.

Pressupostos essenciais para o experimento de simulação da Terra primitiva por Miller e Urey.

Os pressupostos essenciais para o experimento de simulação da Terra primitiva por Miller e Urey incluíam a atmosfera da Terra na época, que se acreditava ser composta por metano, amônia, hidrogênio e água, sem a presença significativa de oxigênio. Além disso, a temperatura do planeta naquela época era mais elevada do que atualmente, o que foi considerado importante para reproduzir as condições ideais para a formação de compostos orgânicos.

Os pesquisadores também assumiram que a Terra primitiva era constantemente bombardeada por descargas elétricas, como raios, que poderiam desencadear reações químicas entre os gases atmosféricos e formar moléculas mais complexas. Com base nesses pressupostos, Miller e Urey projetaram seu experimento para tentar reproduzir essas condições e verificar se era possível a formação de moléculas orgânicas a partir de substâncias inorgânicas simples.

O experimento de Miller e Urey é amplamente reconhecido por sua importância na compreensão da origem da vida na Terra. Ao demonstrar que moléculas orgânicas podem surgir de forma espontânea em condições semelhantes às da Terra primitiva, os pesquisadores abriram novas perspectivas para a investigação das origens da vida e da possibilidade de vida em outros planetas.

Experiência de Miller e Urey: descrição e importância

O experimento de Miller e Urey consiste na produção de moléculas orgânicas usando moléculas inorgânicas mais simples como material de partida sob certas condições. O objetivo do experimento foi recriar as condições ancestrais do planeta Terra.

A intenção dessa recreação foi verificar a possível origem das biomoléculas . De fato, a simulação alcançou a produção de moléculas – como aminoácidos e ácidos nucléicos – essenciais para os organismos vivos.

Experiência de Miller e Urey: descrição e importância 1

Antes de Miller e Urey: perspectiva histórica

A explicação da origem da vida sempre foi um tópico intensamente debatido e controverso. Durante o Renascimento, acreditava – se que a vida se originou repentinamente e do nada. Essa hipótese é conhecida como geração espontânea .

Posteriormente, o pensamento crítico dos cientistas começou a germinar e a hipótese foi descartada. No entanto, o mistério levantado no início permaneceu difuso.

Na década dos 20, os cientistas da época usaram o termo “sopa primordial” para descrever um ambiente oceânico hipotético no qual a vida provavelmente se originou.

O problema era propor uma origem lógica das biomoléculas que possibilitam a vida ( carboidratos , proteínas, lipídios e ácidos nucléicos) a partir de moléculas inorgânicas.

Já nos anos 50, antes das experiências de Miller e Urey, um grupo de cientistas conseguiu sintetizar ácido fórmico a partir do dióxido de carbono. Essa descoberta formidável foi publicada na prestigiada revista Science.

Em que consiste?

Em 1952, Stanley Miller e Harold Urey projetaram um protocolo experimental para simular um ambiente primitivo em um engenhoso sistema de tubos e eletrodos de vidro construídos por eles mesmos.

O sistema foi formado a partir de um balão com água, análogo ao oceano primitivo. Ligado a esse balão estava outro com os componentes do suposto ambiente prebiótico.

Miller e Urey usadas para recriar as seguintes proporções: 200 mmHg metano (CH 4 ), 100 mmHg de hidrogio (H 2 ), 200 mm Hg de amoníaco (NH 3 ) e 200 ml de água (H 2 O).

O sistema também tinha um condensador, cujo trabalho era resfriar os gases como normalmente a chuva faria. Da mesma forma, eles integraram dois eletrodos capazes de produzir altas tensões, com o objetivo de criar moléculas altamente reativas que propiciaram a formação de moléculas complexas.

Essas faíscas procuraram simular os possíveis raios e raios do ambiente prebiótico. O dispositivo acabou em uma peça em forma de “U” que impedia que o vapor viajasse ao contrário.

O experimento recebeu choques elétricos por uma semana, ao mesmo tempo em que a água foi aquecida. O processo de aquecimento simulou energia solar.

Resultados

Nos primeiros dias, a mistura experimental foi totalmente limpa. Ao longo dos dias, a mistura começou a tomar uma cor avermelhada. No final da experiência, esse líquido adquiriu uma cor intensa quase vermelho-marrom e sua viscosidade aumentou acentuadamente.

O experimento alcançou seu objetivo principal e moléculas orgânicas complexas foram geradas a partir dos componentes hipotéticos da atmosfera primitiva (metano, amônia, hidrogênio e vapor de água).

Os pesquisadores conseguiram identificar traços de aminoácidos, como glicina, alanina, ácido aspártico e ácido amino-n-butírico, que são os principais componentes das proteínas.

O sucesso desse experimento contribuiu para outros pesquisadores continuarem a explorar a origem das moléculas orgânicas. Adicionando modificações ao protocolo de Miller e Urey, os vinte aminoácidos conhecidos foram recriados.

Também poderiam ser gerados nucleotídeos, que são os blocos fundamentais do material genético: DNA (ácido desoxirribonucleico) e RNA (ácido ribonucleico).

Importância

O experimento conseguiu verificar experimentalmente o aparecimento de moléculas orgânicas e propõe um cenário bastante atraente para explicar a possível origem da vida.

No entanto, é criado um dilema inerente, uma vez que a molécula de DNA é necessária para a síntese de proteínas e RNA. Lembre-se de que o dogma central da biologia propõe que o DNA seja transcrito para RNA e que seja transcrito para proteínas (são conhecidas exceções a essa premissa, como retrovírus).

Relacionado:  Nível de organização dos tecidos: características e exemplos

Então, como essas biomoléculas são formadas a partir de seus monômeros (aminoácidos e nucleotídeos) sem a presença de DNA?

Felizmente, a descoberta de ribozimas conseguiu esclarecer esse aparente paradoxo. Essas moléculas são RNA catalítico. Isso resolve o problema, já que a mesma molécula pode catalisar e transportar informações genéticas. É por isso que existe a hipótese do mundo do RNA primitivo.

O mesmo RNA pode se replicar e participar da formação de proteínas. O DNA pode vir secundário e ser selecionado como uma molécula de herança no RNA.

Esse fato pode ocorrer por várias razões, principalmente porque o DNA é menos reativo e mais estável que o RNA.

Conclusões

A principal conclusão deste projeto experimental pode ser resumida com a seguinte afirmação: moléculas orgânicas complexas podem ter sua origem em moléculas inorgânicas mais simples, se expostas às condições da suposta atmosfera primitiva, como altas tensões, radiação ultravioleta e baixa teor de oxigênio

Além disso, foram encontradas algumas moléculas inorgânicas que são candidatas ideais para a formação de certos aminoácidos e nucleotídeos.

O experimento nos permite observar como poderia ser a criação dos blocos de organismos vivos, assumindo que o ambiente primitivo estivesse em conformidade com as conclusões descritas.

É muito provável que o mundo antes do início da vida tivesse mais números e componentes complexos do que os empregados por Miller.

Embora pareça improvável propor a origem da vida com base em moléculas tão simples, Miller poderia provar isso com um experimento sutil e engenhoso.

Críticas ao experimento

Ainda existem debates e controvérsias sobre os resultados desse experimento e como as primeiras células se originaram.

Atualmente, acredita-se que os componentes que Miller usou para formar a atmosfera primitiva não se encaixam na realidade dela. Uma visão mais moderna dá aos vulcões um papel importante e propõe que os gases que essas estruturas produzem minerais.

Um ponto-chave do experimento de Miller também foi questionado. Alguns pesquisadores pensam que a atmosfera teve pouco impacto na criação de organismos vivos.

Referências

  1. Bada, JL e Cleaves, HJ (2015). Simulações ab initio e o experimento de síntese prebiótica de Miller. Anais da Academia Nacional de Ciências , 112 (4), E342-E342.
  2. Campbell, NA (2001). Biologia: Conceitos e relações . Pearson Education.
  3. Cooper, GJ, Surman, AJ, McIver, J., Colón – Santos, SM, Gromski, PS, Buchwald, S., … e Cronin, L. (2017). Miller – Urey Spark – Experimentos de descarga no mundo do deutério. Angewandte Chemie , 129 (28), 8191-8194.
  4. Parker, ET, Cleaves, JH, Burton, AS, Glavin, DP, Dworkin, JP, Zhou, M., … e Fernández, FM (2014). Condução de experimentos de Miller-Urey. Jornal de experimentos visualizados: JoVE , (83).
  5. Sadava, D., & Purves, WH (2009). Vida: A ciência da biologia . Pan-American Medical Ed.

Deixe um comentário