1. A prebiológiai evolúció; a prokarióták kialakulása és fejlődése az ősi Földön.

Question 1

Evolúció két szakasza

Answer 1

Prebiológiai (kémiai - szerves anyagok kialakulása) és biológiai

Question 2

Haldane és Oparin feltételezése

Answer 2

Az ősi légkör redukáló hatású, nincs molekuláris oxigén –> magas metán és szervetlen anyagok és nagy energia –> bonyolultabb szerves anyagok

Question 3

Urey és Miller kísérlete

Answer 3

Reprodukálták az Ősi légkört: CH4, NH3, H2 + vízgőz + elektromos kisülések (nagyenergiájú ultraibolya sugárzást utánozva)
–> néhány hét múlva szerves vegyületek: karbamid, formaldehid, HCN (hidrogén-cianid), aminosavak stb.

HCN –> N tartalmú szerves bázis
formaldehid –> szénhidrátok (formóz reakció)

Question 4

Aminosavak és nukleotidok minek a segítségével polimerizálódtak? (nukleinsav és fehérje képződés)

Answer 4

Erős UV sugárzás vagy agyagásványok felülete

Question 5

Mi volt előbb, nukleinsav vagy a fehérje?

Answer 5

4 milliárd évvel ezelőtt: A nukleinsav –> ribozimok (RNS-enzimek): RNS szál másodlagos, harmadlagos szerkezetét képes kialakítani

Önreprodukcióra (autokatalitikus) képesek ezek az RNS-ek

–> “Haldane leves”-ben verseny az elemekért az autokatalitikus rendszerek között –> azok nyertek, akik tudták más rendszerek szaporodását is katalizálni –> olyan RNS-eknek, amik nem tudtak maguktól szaporodni volt lehetőségük specializálódni

Question 6

Specializálódott RNS-ek

Answer 6

1. Katalitikus ribozim (rRNS) fehérje szintézis katalizálása
2. Templát RNS (mRNS) minta a szintézishez
3. Adapter RNS (tRNS) kapcsolat mRNS és rRNS között

Question 7

RNS-ek mellett mik jelentek meg? Milyen funkciót vettek át?

Answer 7

1. Fehérjék –> katalitikus funkciót, az aminosavak összekapcsolásánál
2. DNS –> tartós információtároló funkció, mivel a DNS stabilabb a kettős spirál miatt, mutáció kevésbé okoz gondot. Illetve U helyett T van a DNS-ben, T ellenállóbb

Oxidatív dezamináció jelentősége is lecsökken (C –> U-ra cserélődik) U nincs a DNS-ben

Question 8

A prokarióta sejt kialakulása

Answer 8

1. Membrán spontán zárult (hidrofób hidrofil részek együtt)
2. belül citoplazma információs rendszerrel, először RNS majd DNS

először anaerob, kemoheterotróf élet, szerves anyagokat fogyasztottak

Question 9

Prókarióta anyagcsere fejlődése válságokon keresztül

Answer 9

C, N, O2 válság

Question 10

Szénválság

Answer 10

elfogyott a szénhidrát, fotoautotróf baktériumok jelentek meg, CO2 és Nap energiáját hasznosították

zöld kénbaktérium –> H2S a redukálószer, elemi S-t állítanak elő (heterotrófoknak tápanyag)

cianobaktérium –> H2O a redukálószer, molekuláris O2 jelent meg

Question 11

Nitrogénválság

Answer 11

nitrogéntartalmú szerves vegyületek (pl.:aminosavak) abiotikus módon képződtek, nitrogénforrás elfogyott egy idő után, majd a levegőből az NH3 is

Cianobaktériumok –> nitrogenáz enzimrendszer, levegőből N2-t fixáltak, N2 + H2 –> NH3
Cianobaci –> kettős autotrófia (vízből O2 is)

Question 12

oxigénválság

Answer 12

Túl sok oxigén cianobaktériumok miatt

Megoldás:
1. Baktériumok a tengerben mélyebbre húzódtak
2. Enzimes védekezés (pl.: kataláz)
Előnyök:
1. Kialakult az ózonréteg UV sugarakat megszűrte, kisebb mutáció, élet jobban elterjedt
2. O2 reaktív, több energiát szabadít fel légzés közben a szerves tápanyagokból. Aerob sejtek légzési elektron transzportlánca kialakult, nagyobb mennyiségű ATPt képes szintetizálni

Question 13

Fő pontok

Answer 13

1. Evolúció két szakasza
2. Haldane és Oparin feltételezése, Urey és Miller kísérlete
3. Aminosavak és nukleinsavak polimerizációját mi segítette?
4. RNS vagy fehérje volt előbb?
5. Specializálódott RNS-ek. Fehérje és DNS megjelenése és funkciója
6. Prokarióta sejt kialakulása
7. Anyagcsere kialakulása válságokon keresztül (C, N, O2)