ݺߣ

ݺߣShare a Scribd company logo

Πώς δημιουργήθηκαν τα πρώτα βιομόρια ;

•Download as PPTX, PDF•
•
Παναγιώτα Γκογκόση
Παναγιώτα Γκογκόση

Η προέλευση της ζωής. Ποιο ήταν το πρώτο μακρομόριο που χρησιμοποιήθηκε για γενετικό υλικό ;

1 of 21
Download to read offline
Δημιουργική εργασία. Ομάδα: • Αναγνώστου Βαρβάρα •Αναστασιάδου Έλενα •Γκότση ΕλισάβετΥπεύθυνη καθηγήτρια: Γκογκόση Παναγιώτα Β1’ 2016-2017
Δημιουργία σύμπαντος και Γης • Το σύμπαν δημιουργήθηκε πριν από 12 εώς 15 δισεκατομμύρια χρόνια! • Η θεωρία της μεγάλης έκρηξης (Big Bang) αποτελεί την καλύτερα τεκμηριωμένη πρόταση για τη δημιουργία του • Στο χρόνο μηδέν: i. Ανάγεται η δημιουργία του χωροχρόνου ii. Αποτελείται απο ενοποιημένη ύλη-αντιύλη και ενέργεια (κουαρκ & λεπτόνια)
Δημιουργία σύμπαντος και Γης • 1-2 δισ. Χρόνια μετά τη γένεσή του, απέκτησε θερμοκρασία 2,7Κ, όση και σήμερα • Μέσα απο νέφη (πρόγονοι αστρών και γαλαξιών) , γεννήθηκαν αστρικές δομές..
Η Γη και η Σελήνη • Η Σελήνη πρέπει να σχηματίσθηκε την ίδια χρονική περίοδο με τη Γη, πριν απο περίπου 4,7δισ. χρόνια • Η παρουσία νερού χρονολογείται πριν από 4,3δισ. χρόνια • Στην Ατμόσφαιρα: πολύ λίγο οξυγόνο που την έκανε κατάλληλη για δημιουργία ζωής, αφού το οξυγόνο εμποδίζει τη δημιουργία βιομορίων.
Εξωγήινη Ζωή;! Η πιθανή μεταφορά μορφών ζωής από το διάστημα περιορίζεται είτε σε απλά οργανικά μόρια, είτε έγινε η μεταφορά <<ανθεκτικών >> κυτταρικών μορφών, ανάλογων με τις σημερινές μορφές βακτηρίων
Σχηματισμός βιομορίων • Η ζωή πρέπει να εμφανίστηκε τουλάχιστον 3,85 δισ. χρόνια πριν, αμέσως μετά το σχηματισμό του πρώτου στερέού φλοιού • Η διαδικασία χρειάστηκε νερό, οξέα και άλλες χημικές ουσίες που αντιδρούσαν μεταξύ τους δημιουργώντας ένα μόριο ικανό να κατασκεύαζει άλλα ,όμοια με αυτό, μόρια • Το μεγάλο ερώτημα είναι το εξής: Πώς τα πρώτα βιομόρια συγκεντρώθηκαν και οργανώθηκαν κατάλληλα ώστε να έχουν τις ιδιότητες της ζωντανής ύλης;
1η Θεωρία • Σύμφωνα με τον Oparin, η συγκέντρωση των βιομορίων έγινε στην αρχέγονη θάλασσα, όπου τα βιομόρια αντέδρασαν και σχημάτισαν πολυμερή • Η υπόθεση αυτή, είναι αδύνατο να ισχυεί, γιατί π.χ. Οι πρωτεΐνες και τα νουκλεϊκά οξέα πολυμερίζονται με την αφαίρεση νερού.
2η Θεωρία • Σύμφωνα με τους Cairns και Smith, η πρώτη συγκέντρωση των βιομορίων έγινε σε αργιλικές επιφάνειες • Η άργιλος : i. Δεσμεύει τα μόρια ii. Ευνοεί τον πολυμερισμό γιατί περιέχει ιόντα Fe, Zn που θα μπορούσαν να δράσουν ως καταλύτες iii. Δεσμεύει μόνο τις δομές εκείνες των βιομορίων που υπάρχουν στο κύτταρο (γίνεται κάποια επιλογή)
Προκαρυωτικά-Ευκαρυωτικά κύτταρα • Χωρίς αμφιβολία τα πρώτα κύτταρα που δημιουργήθηκαν ήταν τα προκαρυωτικά • Μετά απο 2δισ. χρόνια εμφανίστηκε το πρώτο ευκαρυωτικό • Η ύπαρξη 2 διαφορετικών κατηγοριών κυττάρων αποτελεί την πιο σημαντική εξελικτική ασυνέχεια των οργανισμών
Εξέλιξη κυττάρων • Παρότι η μετάπτωση από τα πρωτοκύτταρα στα σημερινά κύτταρα είναι άγνωστη, είναι βέβαιο ότι η εξέλιξη των κυττάρων έγινε σταδιακά. Τα 2 κυριότερα βήματα είναι: 1. Η αναπαραγωγή των βιομορίων 2. Η ανάπτυξη του μεταβολισμού
Αναπαραγωγή των βιομορίων • Σε αργιλική επιφάνεια είναι δυνατόν να σχηματιστούν RNA και πρωτεΐνες • Το RNA: a. Μπορεί να πολυμερίζει νέα μόρια RNA, ιδιότητα που δεν έχουν οι πρωτεΐνες b. Μπορεί να δεσμεύσει έστω και ασθενώς ένα αμινοξύ c. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως γενετικό υλικό (RNA-ιοί) d. Η αντιγραφή του είναι ευκολότερη από του DNA και δεν απαιτούνται και ένζυμα. Πρόσφατα διαπιστώθηκε ότι υπάρχει RNA με καταλυτικές ιδιότητες (ριβοένζυμα)
Ιεράρχηση του μεταβολισμού • Ο μεταβολισμός του κυττάρου όπως τον γνωρίζουμε σήμερα, δεν θα μπορούσε να αναπτυχθεί σε ένα βήμα. • Γι αυτό θα απαιτούσε την ταυτόχρονη παρουσία όλων των απαραίτητων ενζύμων, που συνεπάγεται την ταυτόχρονη έκφραση των αντίστοιχων γονιδίων • Το πιο πιθανό είναι ο μεταβολισμός να αναπτύχθηκε σταδιακά
Πρώτο Γενετικό υλικό...Το RNA;! • Πρωτεΐνες; Η μετάφραση του mRNA σε πρωτεΐνη αποτελεί μονόδρομο στη ροή της γενετικής πληροφορίας • DNA; Το DNA θα πρέπει να μεταγραφεί και να αντιγραφεί. Αν δεν υπάρχουν πρωτεΐνες ακόμα για να καταλύσουν τη διαδικασία θα έπρεπε το DNA να τα κάνει αυτά από μόνο του. Όμως δεν υπάρχει ένδειξη αυτοκατάλυσης • RNA; √
Παγίωση του DNA ως γενετικό υλικό Παράγοντες: A. Η δίκλωνη δομή που προσδίδει χημική σταθερότητα. Αύτη την ιδιότητα το DNA την κληρονόμησε απο το RNA (με δεδομένο ότι ένα μονόκλωνο RNA μπορεί να αναδιπλωθεί και να εμφανιστούν έτσι δίκλωνες περιοχές B. Το μήκος των σχηματιζόμενων δίκλωνων δομών
Θεωρία Εξέλιξης • Όλα τα φυτά και τα ζώα δημιουργήθηκαν με μια διαδικασία σταδιακής μεταβολης, την εξέλιξη • Μερικά είδη εξαφανίστηκαν επειδή οι συνθήκες του περιβάλλοντος άλλαξαν • Οι οργανισμοί προσαρμόζονται και έτσι εξελίσσονται διαρκώς • Απο το αρχικό είδος μπορεί να έχουν εξελιχθεί νέα διαφορετικά είδη, άλλα μπορεί να έχουν μείνει αναλλοίωτα και άλλα να έχουν εξαφανιστεί τελείως
Συνθετική Θεωρία Εξέλιξης • Οι μεταλλάξεις στο DNA  δημιουργία γενετικής ποικιλομορφίας • Η επιλογή των χαρακτηριστικών σε ένα πληθυσμό εξαρτάται από φυσική επιλογή, δηλαδή αν το χαρακτηριστικό βοηθά τον οργανισμό στην προσαρμογή • Τα νέα είδη οργανισμών είναι αποτέλεσμα αναπαραγωγικής απομόνωσης και συσσώρευσης νέων μεταλλαγών.
Θεωρία Ενδοσυμβίωσης • Θεωρήθηκε ότι σε κάποιο στάδιο της εξέλιξης τα βακτήρια εισέβαλλαν σ’ένα αρχικό ευκαρυωτικό κύτταρο • Αντί να δημιουργήσουν πρόβλημα έδωσαν αναπνευστικές και φωτοσυνθετικές ικανότητες, τις οποίες δεν είχαν προηγουμένως • Έτσι αμφότερα επωφελήθηκαν από τη συμβίωση και το καθένα χωριστά έγινε εξαρτημένο από το άλλο
Σήμερα • Στη φυσική επιλογή και την εξέλιξη οφείλουμε τα είδη που βλέπουμε τώρα • Η φυσική επιλογή και η εξέλιξη, δρουν συνεχώς, αλλά δε τη βλέπουμε. • Οι ζωντανοί οργανισμοί έχουν κοινές βασικές ιδιότητες: καθορισμένη οργάνωση, μεταβολισμός, ομοιόσταση, κίνηση, αντανακλαστικά, αναπαραγωγή, προσαρμοστικότητα
Ταξινόμηση των υπαρχόντων ζωντανών οργανισμών • Carolus Linnaeus, 18ος αιώνας Σύστημα ταξινόμησης οργανισμών βασισμένο στις εξελικτικές σχέσεις: 1. Είδος:  Βασική μονάδα ταξινόμησης  Σύνολο οργανισμών με δομικές, λειτουργικές και αναπτυξιακές ομοιότητες 2. Γένος 3. Άλλες μονάδες ταξινόμησης: οικογένεια, τάξη, κλάση, φύλο, βασίλειο κλπ
Ταξινόμηση των υπαρχόντων ζωντανών οργανισμών • 1991 Woese 3 επικράτειες: 1. Ευβακτήρια  Βακτήρια 2. Αρχαιοβακτήρια  Αρχαία 3. Ευκαρυωτικά  Ευκάρυα  4 Βασίλεια • Πρώτιστα • Μύκητες • Φυτά • Ζώα 4. Οι ιοί δεν έχουν κυτταρική οργάνωση  δεν ταξινομόύνται
Πώς δημιουργήθηκαν τα πρώτα βιομόρια ;

More Related Content

Πώς δημιουργήθηκαν τα πρώτα βιομόρια ;

  • 1. Δημιουργική εργασία. Ομάδα: • Αναγνώστου Βαρβάρα •Αναστασιάδου Έλενα •Γκότση ΕλισάβετΥπεύθυνη καθηγήτρια: Γκογκόση Παναγιώτα Β1’ 2016-2017
  • 2. Δημιουργία σύμπαντος και Γης • Το σύμπαν δημιουργήθηκε πριν από 12 εώς 15 δισεκατομμύρια χρόνια! • Η θεωρία της μεγάλης έκρηξης (Big Bang) αποτελεί την καλύτερα τεκμηριωμένη πρόταση για τη δημιουργία του • Στο χρόνο μηδέν: i. Ανάγεται η δημιουργία του χωροχρόνου ii. Αποτελείται απο ενοποιημένη ύλη-αντιύλη και ενέργεια (κουαρκ & λεπτόνια)
  • 3. Δημιουργία σύμπαντος και Γης • 1-2 δισ. Χρόνια μετά τη γένεσή του, απέκτησε θερμοκρασία 2,7Κ, όση και σήμερα • Μέσα απο νέφη (πρόγονοι αστρών και γαλαξιών) , γεννήθηκαν αστρικές δομές..
  • 4. Η Γη και η Σελήνη • Η Σελήνη πρέπει να σχηματίσθηκε την ίδια χρονική περίοδο με τη Γη, πριν απο περίπου 4,7δισ. χρόνια • Η παρουσία νερού χρονολογείται πριν από 4,3δισ. χρόνια • Στην Ατμόσφαιρα: πολύ λίγο οξυγόνο που την έκανε κατάλληλη για δημιουργία ζωής, αφού το οξυγόνο εμποδίζει τη δημιουργία βιομορίων.
  • 5. Εξωγήινη Ζωή;! Η πιθανή μεταφορά μορφών ζωής από το διάστημα περιορίζεται είτε σε απλά οργανικά μόρια, είτε έγινε η μεταφορά <<ανθεκτικών >> κυτταρικών μορφών, ανάλογων με τις σημερινές μορφές βακτηρίων
  • 6. Σχηματισμός βιομορίων • Η ζωή πρέπει να εμφανίστηκε τουλάχιστον 3,85 δισ. χρόνια πριν, αμέσως μετά το σχηματισμό του πρώτου στερέού φλοιού • Η διαδικασία χρειάστηκε νερό, οξέα και άλλες χημικές ουσίες που αντιδρούσαν μεταξύ τους δημιουργώντας ένα μόριο ικανό να κατασκεύαζει άλλα ,όμοια με αυτό, μόρια • Το μεγάλο ερώτημα είναι το εξής: Πώς τα πρώτα βιομόρια συγκεντρώθηκαν και οργανώθηκαν κατάλληλα ώστε να έχουν τις ιδιότητες της ζωντανής ύλης;
  • 7. 1η Θεωρία • Σύμφωνα με τον Oparin, η συγκέντρωση των βιομορίων έγινε στην αρχέγονη θάλασσα, όπου τα βιομόρια αντέδρασαν και σχημάτισαν πολυμερή • Η υπόθεση αυτή, είναι αδύνατο να ισχυεί, γιατί π.χ. Οι πρωτεΐνες και τα νουκλεϊκά οξέα πολυμερίζονται με την αφαίρεση νερού.
  • 8. 2η Θεωρία • Σύμφωνα με τους Cairns και Smith, η πρώτη συγκέντρωση των βιομορίων έγινε σε αργιλικές επιφάνειες • Η άργιλος : i. Δεσμεύει τα μόρια ii. Ευνοεί τον πολυμερισμό γιατί περιέχει ιόντα Fe, Zn που θα μπορούσαν να δράσουν ως καταλύτες iii. Δεσμεύει μόνο τις δομές εκείνες των βιομορίων που υπάρχουν στο κύτταρο (γίνεται κάποια επιλογή)
  • 9. Προκαρυωτικά-Ευκαρυωτικά κύτταρα • Χωρίς αμφιβολία τα πρώτα κύτταρα που δημιουργήθηκαν ήταν τα προκαρυωτικά • Μετά απο 2δισ. χρόνια εμφανίστηκε το πρώτο ευκαρυωτικό • Η ύπαρξη 2 διαφορετικών κατηγοριών κυττάρων αποτελεί την πιο σημαντική εξελικτική ασυνέχεια των οργανισμών
  • 10. Εξέλιξη κυττάρων • Παρότι η μετάπτωση από τα πρωτοκύτταρα στα σημερινά κύτταρα είναι άγνωστη, είναι βέβαιο ότι η εξέλιξη των κυττάρων έγινε σταδιακά. Τα 2 κυριότερα βήματα είναι: 1. Η αναπαραγωγή των βιομορίων 2. Η ανάπτυξη του μεταβολισμού
  • 11. Αναπαραγωγή των βιομορίων • Σε αργιλική επιφάνεια είναι δυνατόν να σχηματιστούν RNA και πρωτεΐνες • Το RNA: a. Μπορεί να πολυμερίζει νέα μόρια RNA, ιδιότητα που δεν έχουν οι πρωτεΐνες b. Μπορεί να δεσμεύσει έστω και ασθενώς ένα αμινοξύ c. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως γενετικό υλικό (RNA-ιοί) d. Η αντιγραφή του είναι ευκολότερη από του DNA και δεν απαιτούνται και ένζυμα. Πρόσφατα διαπιστώθηκε ότι υπάρχει RNA με καταλυτικές ιδιότητες (ριβοένζυμα)
  • 12. Ιεράρχηση του μεταβολισμού • Ο μεταβολισμός του κυττάρου όπως τον γνωρίζουμε σήμερα, δεν θα μπορούσε να αναπτυχθεί σε ένα βήμα. • Γι αυτό θα απαιτούσε την ταυτόχρονη παρουσία όλων των απαραίτητων ενζύμων, που συνεπάγεται την ταυτόχρονη έκφραση των αντίστοιχων γονιδίων • Το πιο πιθανό είναι ο μεταβολισμός να αναπτύχθηκε σταδιακά
  • 13. Πρώτο Γενετικό υλικό...Το RNA;! • Πρωτεΐνες; Η μετάφραση του mRNA σε πρωτεΐνη αποτελεί μονόδρομο στη ροή της γενετικής πληροφορίας • DNA; Το DNA θα πρέπει να μεταγραφεί και να αντιγραφεί. Αν δεν υπάρχουν πρωτεΐνες ακόμα για να καταλύσουν τη διαδικασία θα έπρεπε το DNA να τα κάνει αυτά από μόνο του. Όμως δεν υπάρχει ένδειξη αυτοκατάλυσης • RNA; √
  • 14. Παγίωση του DNA ως γενετικό υλικό Παράγοντες: A. Η δίκλωνη δομή που προσδίδει χημική σταθερότητα. Αύτη την ιδιότητα το DNA την κληρονόμησε απο το RNA (με δεδομένο ότι ένα μονόκλωνο RNA μπορεί να αναδιπλωθεί και να εμφανιστούν έτσι δίκλωνες περιοχές B. Το μήκος των σχηματιζόμενων δίκλωνων δομών
  • 15. Θεωρία Εξέλιξης • Όλα τα φυτά και τα ζώα δημιουργήθηκαν με μια διαδικασία σταδιακής μεταβολης, την εξέλιξη • Μερικά είδη εξαφανίστηκαν επειδή οι συνθήκες του περιβάλλοντος άλλαξαν • Οι οργανισμοί προσαρμόζονται και έτσι εξελίσσονται διαρκώς • Απο το αρχικό είδος μπορεί να έχουν εξελιχθεί νέα διαφορετικά είδη, άλλα μπορεί να έχουν μείνει αναλλοίωτα και άλλα να έχουν εξαφανιστεί τελείως
  • 16. Συνθετική Θεωρία Εξέλιξης • Οι μεταλλάξεις στο DNA  δημιουργία γενετικής ποικιλομορφίας • Η επιλογή των χαρακτηριστικών σε ένα πληθυσμό εξαρτάται από φυσική επιλογή, δηλαδή αν το χαρακτηριστικό βοηθά τον οργανισμό στην προσαρμογή • Τα νέα είδη οργανισμών είναι αποτέλεσμα αναπαραγωγικής απομόνωσης και συσσώρευσης νέων μεταλλαγών.
  • 17. Θεωρία Ενδοσυμβίωσης • Θεωρήθηκε ότι σε κάποιο στάδιο της εξέλιξης τα βακτήρια εισέβαλλαν σ’ένα αρχικό ευκαρυωτικό κύτταρο • Αντί να δημιουργήσουν πρόβλημα έδωσαν αναπνευστικές και φωτοσυνθετικές ικανότητες, τις οποίες δεν είχαν προηγουμένως • Έτσι αμφότερα επωφελήθηκαν από τη συμβίωση και το καθένα χωριστά έγινε εξαρτημένο από το άλλο
  • 18. Σήμερα • Στη φυσική επιλογή και την εξέλιξη οφείλουμε τα είδη που βλέπουμε τώρα • Η φυσική επιλογή και η εξέλιξη, δρουν συνεχώς, αλλά δε τη βλέπουμε. • Οι ζωντανοί οργανισμοί έχουν κοινές βασικές ιδιότητες: καθορισμένη οργάνωση, μεταβολισμός, ομοιόσταση, κίνηση, αντανακλαστικά, αναπαραγωγή, προσαρμοστικότητα
  • 19. Ταξινόμηση των υπαρχόντων ζωντανών οργανισμών • Carolus Linnaeus, 18ος αιώνας Σύστημα ταξινόμησης οργανισμών βασισμένο στις εξελικτικές σχέσεις: 1. Είδος:  Βασική μονάδα ταξινόμησης  Σύνολο οργανισμών με δομικές, λειτουργικές και αναπτυξιακές ομοιότητες 2. Γένος 3. Άλλες μονάδες ταξινόμησης: οικογένεια, τάξη, κλάση, φύλο, βασίλειο κλπ
  • 20. Ταξινόμηση των υπαρχόντων ζωντανών οργανισμών • 1991 Woese 3 επικράτειες: 1. Ευβακτήρια  Βακτήρια 2. Αρχαιοβακτήρια  Αρχαία 3. Ευκαρυωτικά  Ευκάρυα  4 Βασίλεια • Πρώτιστα • Μύκητες • Φυτά • Ζώα 4. Οι ιοί δεν έχουν κυτταρική οργάνωση  δεν ταξινομόύνται