|
'''Miller-Ureyev eksperiment'''<ref>{{cite journal |author=Hill HG, Nuth JA |title=The catalytic potential of cosmic dust: implications for prebiotic chemistry in the solar nebula and other protoplanetary systems |journal=Astrobiology |volume=3 |issue=2
|pages=291–304 |year=2003 |pmid=14577878 |doi=10.1089/153110703769016389}}</ref> (ili '''Urey-Millerov eksperiment''')<ref>{{cite journal | title=The analysis of comet mass spectrometric data | author=Balm SP, Hare J.P., Kroto HW| journal=Space Science
Reviews| year=1991| volume=56| pages=185–9 |doi=10.1007/BF00178408 | bibcode=1991SSRv...56..185B}}</ref> je bio je [[eksperiment]] koji je simulirao hipotetičke uvjete za koje se smatralo da su postojali na [[Zemlja|Zemlji]] u prvim fazama nastanka i provjeravali su mogučnostmogućnost [[porijeklo života|kemijskih početaka života]]. Ovaj eksperiment dokazao je hipotezu [[Aleksandar Oparin|Aleksandra Oparina]] i [[J. B. S. Haldane]]a da su uvjeti na ranoj Zemlji omogućavali kemijske reakcije koje su sintetizirale [[organska kemija|organske spojeve]] od [[anorganska kemija|anorganskih]]. Ovaj su eksperiment [[1952.]] godine izveli [[Stanley Miller]] i [[Harold Urey]] sa [[Sveučilište u Chicagu|SveucilištaSveučilišta u Chicagu]],<ref>{{cite journal | title = Stanley Miller's 70th Birthday | journal = Origins of Life and Evolution of the Biosphere | volume = 30 | pages = 107–12 | year = 2000 | publisher = Kluwer Academic Publishers | location = Netherlands | url = http://www.issol.org/miller/70thB-Day.pdf|format=PDF | doi = 10.1023/A:1006746205180 | last1 = Bada | first1 = Jeffrey L.}}</ref> a njegove rezultate su objavili su [[1953.]] godine.<ref name=miller>{{cite journal |last=Miller |first=Stanley L. |url=http://www.abenteuer-universum.de/pdf/miller_1953.pdf |format=PDF|title=Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions|journal=[[Science (journal)|Science]] |year=1953 |month=May |volume=117 |pages=528 |doi=10.1126/science.117.3046.528 |pmid=13056598 |issue=3046}}</ref><ref>{{cite journal |last=Miller |first=Stanley L. |coauthors=Harold C. Urey |title=Organic Compound Synthesis on the Primitive Earth |journal=[[Science (journal)|Science]] |year=1959 |month=July |volume=130 |pages=245 |doi=10.1126/science.130.3370.245 |pmid=13668555 |issue=3370}} Miller states that he made "A more complete analysis of the products" in the 1953 experiment, listing additional results.</ref><ref>{{cite journal |title=The 1953 Stanley L. Miller Experiment: Fifty Years of Prebiotic Organic Chemistry |author=A. Lazcano, J. L. Bada |journal=Origins of Life and Evolution of Biospheres |volume=33 |year=2004 |month=June |pages=235–242 |doi=10.1023/A:1024807125069 |pmid=14515862 |issue=3}}</ref>
== Eksperiment ==
[[Datoteka:Miller-Urey experiment-en.svg|mini|350px|Skica eksperimenta]]
U svom su eksperimentu, Miller i Urey koristili [[voda|vodu]] (H<sub>2</sub>O), [[metan]] (CH<sub>4</sub>), [[amonijak]] (NH<sub>3</sub>) i [[vodik]] (H<sub>2</sub>) u zatvorenom i steriliziranom sklopu, koji se sastojao od dvije zatvorene staklene posude povezane sustavom staklenih cijevi. U prvoj se posudi nalazila tekuća [[voda]] koja je grijanjem služila kao izvor vodene pare, dok se u drugoj nalazila navedena smjesa plinova i dvije elektrode. Električni luk stvoren od elektroda je simulirao [[munja|munje]] u prvobitnoj atmosferi. Smjesa se potom hladila i [[voda]] se ponovo [[vodena para|kondenzirala]] u prvoj posudi kako bi ponovo započela ciklus.
Nakon tjedan dana neprekidnog protoka [[vodena para|vodene pare]] i plinova u nepromijenjenim uvjetima, Miller i Urey su primijetili su da je 15% [[ugljik|ugljika]]a iz [[metan|metana]] formiralo organske spojeve, među njima i pojedine [[aminokiselina|aminokiseline]], osnovne sastavne dijelove [[bjelančevina]]. (vidi tablicu niže)
Ipak, mora se naglasiti, da su stvorene [[aminokiselina|aminokiseline]] bile L ("lijevi") i D ("desni") optički [[izomer|izomeri]] u jednakim količinama. Takva distribucija nije karakteristična za [[makromolekula|makromolekule]] u živim bićima kakve danas poznajemo. [[bjelančevina|Bjelančevine]] su u svim živim bićima danas sastavljene samo od L-aminokiselina. Sama proizvodnja oba optička [[izomer|izomera]] dala je sigurnost znanstvenicima da su spojevi posljedica same kemijske reakcije, a ne proizvod kontaminacije vanjskih živih organizama.<ref name=miller/>. ▼
▲Ipak, mora se naglasiti, da su stvorene [[aminokiselina|aminokiseline ]] bile L ("lijevi") i D ("desni") optički [[izomer |izomeri]] i u jednakim količinama. Takva distribucija nije karakteristična za [[makromolekula|makromolekule]] u živim bićima kakve danas poznajemo. [[bjelančevina|Bjelančevine ]] su u svim živim bićima danas sastavljene samo od L-aminokiselina. Sama proizvodnja oba optička [[izomer|izomera ]] dala je sigurnost znanstvenicima da su spojevi posljedica same kemijske reakcije, a ne proizvod kontaminacije vanjskih živih organizama.<ref name=miller/>.
== Rezultati ==
:{| {{prettytable}}
|-
|- {{highlight1}}
!Molekula
! Kemijska formula
|<center>1
|<center>2330
|-
|- {{highlight2}}
|[[Glicin]] *
| <math>H_2N-CH_2-COOH</math>
|<center>2
|<center>1120
|-
|- {{highlight2}}
|[[Alanin]] '''*'''
| <math>H_3C-CH(NH_2)-COOH</math>
|<center>4
|<center>40
|-
|- {{highlight2}}
|[[Glutaminska kiselina]] '''*'''
| <math>HOOC-CH_2-CH_2-CH(NH_2)-COOH</math>
|<center>5
|<center>30
|-
|- {{highlight2}}
|[[Asparaginska kiselina]] '''*'''
| <math>HOOC-CH_2-CH(NH_2)-COOH</math>
|
|
|<center>Ukupno.: 4916
|
|<center>Ukupno.: 8944
|}
: '''*''' = [[Amino kiselineaminokiseline]] koje ulaze u sastav bjelančevina
Miller je tim eksperimentom dokazao da električna pražnjenja koja simuliraju ona atmosferska, u prisutnosti [[voda|vode ]] i plinova za koje se pretpostavljalo da su bili prisutni u prvobitoj atmosferi mogu proizvesti organske molekule, među njima i [[aminokiselina|aminokiseline ]]. ▼
▲Miller je tim eksperimentom dokazao da električna pražnjenja koja simuliraju ona atmosferska, u prisutnosti [[voda|vode]] i plinova za koje se pretpostavljalo da su bili prisutni u prvobitoj atmosferi mogu proizvesti organske molekule, među njima i [[aminokiselina|aminokiseline]].
Neki su dokazi nagovijestili da je Zemljina prvobitna atmosfera mogla imati drugačiji sastav plinova od onih korištenih u Miller-Ureyevom eksperimentu. Postoje dokazi o velikim [[vulkan]]skim erupcijama prije četiri milijarde godina, koje bi mogle ispustiti
[[Ugljikovugljikov(IV) oksid]], [[dušik]], [[sumporovodik]] (H<sub>2</sub>S) i [[sumporov dioksid]] (SO<sub>2</sub>) u atmosferu.
Miller je ponovio svoj eksperiment 1958. godine, ovaj put u izmjenjenim uvjetima dodavši [[sumporovodik]] (H<sub>2</sub>S), plin koji se oslobađa kod vulkanskih reakcija. Rezultate nikad nije službeno objavio.
Poslije Milerove smrti [[2007.]] godine, [[Jeffrey Bada]] i suradnici koji su pronašli i ispitali konzervirane uzorke eksperimenta iz 1958. godine uspjeli su dokazati da su nastale 23 različite [[aminokiselina|aminokiseline]] u odnosu na Millerov prvobitni eksperiment. Ovo je značajno više nego što je Miller prvobitno objavio i više od 20 koji se javljaju u živim bićima. U ponovljenom eksperimentu je dokazana i sinteza 7 organskih spojeva koji sadrže [[sumpor]] (S), među kojima je i [[metionin]], koji ulazi u sastav [[bjelančevina]].<ref>{{cite journal |author=Parker ET, Bada JL |title=Primordial synthesis of amines and amino acids in a 1958 Miller H2S-rich spark discharge experiment |journal=PNAS,|year=March, 21. 2011 |doi=10.1073/pnas.1019191108 }}</ref>
==Tijek kemijskih reakcija ==
TokomTijekom trajanja kemijske reakcije, Miller je sakupljao uzorke i otkrio da se koncentracija [[amonijak|amonijaka]]a i [[metan|metana]]a postepenopostupno smanjuje i da dolazi do nastanka [[cijanovodična kiselina|cijanovodične kiseline]] i, [[cijanogen|cijanogena]],a te do nastankai [[formaldehid|formaldehida]]a:
:<math>\mathrm{CO_2 \longrightarrow CO+[O]}</math>
:<math>\mathrm{CH_4+NH_3\longrightarrow HCN+3H_2}</math> ([[BMA proces]])
Do sinteze aminokiselina dolazilo je kasnije uz postupno smanjivanje koncentracije [[aldehid]]a i cijanovodične kiseline. Time je dokazano da su [[aminokiseline ]] nastale kemijskom reakcijom poznatom kao [[Streckerova sinteza]]. ▼
Do sinteze [[aminokiselina]] je dolazilo kasnije uz postepeno smanjivanje koncentracije [[aldehid|aldehida]] i [[cijanovodična kiselina|cijanovodične kiseline]].
▲Time je dokazano da su [[aminokiseline]] nastale kemijskom reakcijom poznatom kao [[Streckerova sinteza]].
:<math>\mathrm{R{-}CHO + HCN + H_2O \longrightarrow H_2N{-}CHR{-}COOH}</math>
:<small>Aldehid, Cijanovodičnacijanovodična kiselina i Vodavoda reagiraju i nastaje Aminokiselinaaminokiselina.</small>
:<math>\mathrm{R{-}CHO + HCN + 2 \ H_2O \longrightarrow HO{-}CHR{-}COOH + NH_3}</math>
:<small>Aldehid, Cijanovodičnacijanovodična kiselina i Vodavoda reagiraju i nastaje a-hidroksi-Aminokiselinaaminokiselina.</small>
== Izvori ==
| 