Az élet eredete

Keszthelyi LajosSZBK, Biofizikai Intézet

KFKI Részecske és Magfizikai Kutató Intézet2010. ápr. 23.

Keszthelyi Lajos: Az Élet eredete 2010. ápr. 23.

2

33 évvel ezelőtt Japánban egy „Élet eredete” konferencián kaptam a következő ábrán levő nyakkendőtűt. Jelentése : az élet vékony fonalként indult. Növekedett , majd megjelent az intelligens élet (kék tölcsér) amely visszament megfejteni az Élet eredetét.

109 év

Big B

ang

10-15x109 év

modern g

alaxisok

korai galaxisok

csillagok keletkezeése

elsõ atomok

atomm

agok

szintézise

protons,neutrons

infláció

Planck kor

35 év

3 m

10-5s

10-36s

10-43s

Scientific American-ból Scientific American-ból

5x109 év

109 év

Big B

ang

10-15x109 év

modern g

alaxisok

korai galaxisok

csillagok keletkezeése

elsõ atomok

atomm

agok

szintézise

protons,neutrons

infláció

Planck kor

35 év

3 m

10-5s

10-36s

10-43s

-5 -4.6 -4 -3.8 -3.5 0 109 év Naprendszer Föld Szilárd keletkezése Föld Első szerves Első sejtek molekulák kémiai biológiai fejlődés Meteoritok Űrmolekulák

Keszthelyi Lajos: Az Élet eredete 2010. ápr. 23.

8

A legrégebbi sejtek lenyomata

Elgondolások az élet eredetéről Platoni irányzat: a holt anyagot valamilyen szellemi erő tette élővé. Demokritoszi irányzat: az élet spontán keletkezik a holt anyagból

Megjelenik a tudomány:

Pasteur: “disszimilaritás”, élet nem keletkezik nem élőből (1848–60) Oparin – Haldane: ősleves biomolekulákkal (1920-as évek)

Oparin:

Az élet eredete integrális része aVilágegyetem fejlődésének

In The Origin of Prebiological Systems. Ed.by S. W. Fox, 1965.

-5 -4.6 -4 -3.8 -3.5 0 109 év Naprendszer Föld Szilárd keletkezése Föld Első szerves Első sejtek molekulák kémiai biológiai fejlődés Meteoritok Űrmolekulák

Keszthelyi Lajos: Az Élet eredete 2010. ápr. 23.

12

Az első sejtek előtt a kémiai fejlődés során az Őslevesben jelen kellett lenniök az élet alapvetőmolekuláinak.

Keszthelyi Lajos: Az Élet eredete 2010. ápr. 23.

13

Csak D aminosavak és L cukrok vannak az élővilágban.

Amino savak

Keszthelyi Lajos: Az Élet eredete 2010. ápr. 23.

15

Keszthelyi Lajos: Az Élet eredete 2010. ápr. 23.

16

DNS

Keszthelyi Lajos: Az Élet eredete 2010. ápr. 23.

17

Keszthelyi Lajos: Az Élet eredete 2010. ápr. 23.

18

Keszthelyi Lajos: Az Élet eredete 2010. ápr. 23.

19

Lipidek

Keszthelyi Lajos: Az Élet eredete 2010. ápr. 23.

20

Cukrok

Biomolekulák a Földön 1. Keressünk lehetséges környezetet 2. Találjunk energia forrást 3. Válasszunk lehetséges folyamatot A) Föld, redukáló atmoszféra (H2, H2O, N2, CH4) Miller kisérlet: elektromos energia gázkisülésekben (amino savak) Más kisérletek: fény, hő, nyomás, kémiai energia B) Föld, oxidáló atmoszféra (CO, C2O, N2, H2O) Besugárzás protonokkal (Kobayashi et al.) C) Föld, mélytengeri hőforrások

Keszthelyi Lajos: Az Élet eredete 2010. ápr. 23.

22Miller, Science,1953Miller, Science,1953

Elektromos Kisülések során a keverékbenaminosavak keletkeztek

Biomolekulák a Földön 1. Keressünk lehetséges környezetet 2. Találjunk energia forrást 3. Válasszunk lehetséges folyamatot A) Föld, redukáló atmoszféra (H2, H2O, N2, CH4) Miller kisérlet: elektromos energia gázkisülésekben (amino savak) Más kisérletek: fény, hő, nyomás, kémiai energia B) Föld, oxidáló atmoszféra (CO, C2O, N2, H2O) Besugárzás protonokkal (Kobayashi et al.) C) Föld, mélytengeri hőforrások

Biomolekulák a Földön 1. Keressünk lehetséges környezetet 2. Találjunk energia forrást 3. Válasszunk lehetséges folyamatot A) Föld, redukáló atmoszféra (H2, H2O, N2, CH4) Miller kisérlet: elektromos energia gázkisülésekben (amino savak) Más kisérletek: fény, hő, nyomás, kémiai energia B) Föld, oxidáló atmoszféra (CO, C2O, N2, H2O) Besugárzás protonokkal (Kobayashi et al.) C) Föld, mélytengeri hőforrások

Keszthelyi Lajos: Az Élet eredete 2010. ápr. 23.

25

Óriási élővilágot találtak a mélytengeri hőforrások(vulkánok) környezetében.

Biomolekulák a Világű rből(1960 után kezdődött Oro dolgozatával)

Csillagközi szemcsék: imitációs kisérletekbenhasonló molekulák keletkeznekÜstökösök: sok szerves molekulaMeteoritok: amino savak (több L mintD), cukrok

Probléma: piroliziss a Föld légkörében

Keszthelyi Lajos: Az Élet eredete 2010. ápr. 23.

27

A C-13 probléma. Az élővilágban kevés a C-14A meteoritokban talált aminosavakban sok. Ezért nem valószínű, hogy a Földön kivülről érkezett biomolekuláknak szerepe volt.

Keszthelyi Lajos: Az Élet eredete 2010. ápr. 23.

28

-5 -4.6 -4 -3.8 -3.5 0 109 év Naprendszer Föld Szilárd keletkezése Föld Első szerves Első sejtek moleculák kémiai biológiai fejlődés Meteoritok Űrmolekulák 13

C a. a.+30, cukrok-5 13C = [(13C/12C)sample/ (13C/12C)standard - 1] x 103

Schidlowski, Fundamentals of Life, 2002Schidlowski, Fundamentals of Life, 2002

Mojzsis et al., Nature, 1996Mojzsis et al., Nature, 1996

A Tudomány törekvése:

Megérteni az élet eredetét támaszkodva az ismert Univerzumra (anyag és törvények). De nem ismerjük az összes anyagot(csak kb 5%-ot), nem ismerjük az összes törvényt (? %).

A végső probléma: az anyag és törvényeinek az eredete. Fel kell tételeznünk egy Kreátort vagy Istent, aki létrehozta az anyag és a törvények harmóniáját.

Keszthelyi Lajos: Az Élet eredete 2010. ápr. 23.

32