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Naturwissenschaftliche Fragen zu den biochemischen Grundlagen des Lebens

Dieses Thema im Forum "Wissenschaft und Spiritualität" wurde erstellt von DUCKFACE, 7. Mai 2013.

  1. DUCKFACE

    DUCKFACE Guest

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    Hallo!

    Nach meinem Verständnis trifft Folgendes zu:

    Die Abiogenese beschreibt die chemische Evolution der Vorstadien des Lebens. In den Miller-Versuchen, die Anfang der 1950er Jahre durchgeführt wurden, versuchten die Wissenschaftler erstmals, die Genese des Lebens in einer hypothetischen Erdatmosphäre auch experimentell nachzuvollziehen. Das Resultat des Versuches war die Bildung einiger proteinogener Aminosäuren. Je nach Versuchsansatz entstanden maximal 13 von den 20 in lebenden Organismen vorkommenden, proteinogenen Aminosäuren. Basische Aminosäuren wurden im Rahmen jener Experimente nie synthetisiert.

    Das Modell der Abiogenese wirft diverse Fragen auf. Einige möchte ich an dieser Stelle aufführen:

    1. Wie kam es zur Programmierung der codierten Areale des genetischen Materials, der DNA? Sollen diese biologischen Informationen tatsächlich auf Zufallsbasis entstanden sein? Wo wird im ökologischen Umland ansonsten die zufällige Entstehung sinnvoller Informationsstrukturen beobachtet?

    2. Wie entstanden die ersten Makromoleküle der DNA und wie gelangten selbige in die primitiven Zellhüllen? Bekannt ist, dass eine DNA jenseits eines zellulären Milieus absolut funktionsunfähig ist. DNA und Zellmembranen sollen unabhängig voneinander ins Dasein geraten sein.

    3. Wurden in wissenschaftlichen Ursuppen-Simulationsexperimenten jemals Proteine, Nukleinsäuren (DNA, RNA) oder Zellmembranen synthetisiert? Proteine bilden das Fundament des Lebendigen.

    4. Welche Faktoren evozieren die Isolation der Aminosäuren respektive der mono- und polyfunktionellen Verbindungen, die in den Simulationsexperimenten regelmäßig gebildet werden und aufgrund ihrer Toxizität die weitere Verkettung der Aminosäuren blockieren?

    Viele Grüße

    DUCKFACE
     
  2. Joey

    Joey Sehr aktives Mitglied

    Registriert seit:
    18. Mai 2005
    Beiträge:
    18.909
    Ort:
    Hamburg
    Soweit ich weiß, sind noch nicht alle diese Fragen gut beantwortet.

    Es war ja nicht so, dass "schwups" eine langkettige DNA mit sinnvollen biologischen Informationen da war bzw durch Zufall entstanden ist (analog zum "blinden Uhrmacher"). Auch hier geht man - soweit ich wei - von einem langsamen Aufbau der Moleküle (DNA oder RNA) aus. D.h. zuerst ziemlich kurz-kettige, die im Prozess "Mutation und Selektion" immer langkettiger werden.

    Einige Forscher behaupten auch, dass es nicht die DNA war, die zuerst in der Ursuppe sich bildete, sondern die RNA (Stichwort: RNA-Welt).

    Ich kenne da den aktuellen Stand der Forschung nicht, aber - soweit ich weiß - gibt es da noch einige offene Fragen.
     
  3. Tarbagan

    Tarbagan Sehr aktives Mitglied

    Registriert seit:
    16. September 2010
    Beiträge:
    6.880
    Das ist aus zwei Gründen unproblematisch: Erstens könnten sich diese Aminosäuren theoretisch unproblematisch aus der Biosynthese anderer Aminosäuren gebildet haben, andererseits könnten Vorformen der DNA auch nur aus diesen paar Aminosäuren bestanden haben.
    Falsch: Lysin. In Nachfolgeexperimenten auch Arginin. Falls du auf Cytosin anspielst - es wurde in Ursuppenexperimenten schon Pyrimidin gefunden, aus dem sich potentiell Cytosin bilden kann.

    Öh ... Evolution? :confused:

    Vom Prinzip her durch das Muster, das auch für Evolution grundlegend ist. Vom Mechanismus her gibts tausende Ansätze, die alle gleich wahrscheinlich/unwahrscheinlich klingen und aufgrund der Natur der Materie alle gleich schwer beweisbar sind.

    So gut wie. In einem Experiment wurden die Aminosäuren der Ursuppe zur Trocknung aufgeheizt und sind dabei spontan via Peptidbildung polymerisiert, oft durch Phosphorsäure als Katalysator. Die daraus entstandenen Moleküle nennt man Protobionten. Die aus den Protobionten ähnelten in organisatorischer Hinsicht ganz primitiven Zellen.

    Welche Verbindungen wären das genau und wie blockieren sie die Verkettung? Da schon Polymerbildung beobachtet wurde, kann dieses hemmende Prinzip nicht umfassend gelten.
     
    Zuletzt bearbeitet: 7. Mai 2013
  4. DUCKFACE

    DUCKFACE Guest

    Dafür, dass die basischen Aminosäuren Lysin, Arginin und Histidin in Simulationsexperimenten nachweisbar waren, hätte ich gerne eine seriöse Quelle. Mir ist davon nämlich nichts bekannt.

    Die Komplikation ist folgender Natur: Die Synthese der Nukleinsäuremoleküle bedarf Hunderter Enzyme. Enzyme aber sind Proteine und für die Proteinbiosynthese ist nun einmal die genetische Information, sprich die Nukleinsäure (DNA, RNA) als Speicher vonnöten! Beide Molekültypen werden also zur gleichen Zeit benötigt. Beides zusammen bildet erst den funktionsfähigen Replikationsapparat.

    Beispiel: Karbonsäuren. Sie sind monofunktionelle Verbindungen, die die Synthese längerer Ketten blockieren.
     
    Zuletzt von einem Moderator bearbeitet: 7. Mai 2013
  5. Tarbagan

    Tarbagan Sehr aktives Mitglied

    Registriert seit:
    16. September 2010
    Beiträge:
    6.880
    Yoshino et al, 1971, laut diesem Artikel. Von Histidin war nie die Rede.

    Du redest von der Synthese in Zellen. Wir sprechen hier von einer Zeit, als es noch keine Zellen gab. Insofern sind Zellvorgänge relativ irrelevant. Die Proteinsynthese kann unproblematisch auch ohne DNA funktionieren. Es stellt sich also nicht die Frage, ob es möglich ist (denn das ist es), sondern wie wahrscheinlich es ist. Darüber lässt sich ein recht langer und sinnloser Streit führen. Ich fand diesen Artikel dazu ganz interessant.

    Wieso (i.e.: wie) sollten Carbonsäuren (pauschal!) die Synthese längerer Ketten (welche Form der Synthese? da sind tatsächlich unzählige verschiedene Reaktionsmechanismen mit unzähligen Katalysatoren und dementsprechend unzählig vielen Faktoren, die die Reaktion fördern oder behindern, denkbar, wobei Carbonsäuren je nach Ausprägung potentiell in einen der beiden, beide oder gar keinen dieser Faktoren reinspielen können) blockieren? Welche "ursächliche chemische Mechanismus" sollte zu sowas führen?
     
  6. DUCKFACE

    DUCKFACE Guest

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    Mein Wissen dazu:

    Die RNA-Welt mit ihren Ribozymen, die einerseits eine enzymatische Funktion besitzen und andererseits genetische Informationen speichern können sollen, hat meines Erachtens keine stabile Basis im Modell der Abiogenese, da die präbiotische Entstehung der RNA ja noch absolut unklar ist.
     
  7. Anevay

    Anevay Sehr aktives Mitglied

    Registriert seit:
    26. September 2012
    Beiträge:
    32.505
    Am Anfang war das Wort = die Information. Was ihr hier besprecht ist lediglich die Auswirkung auf der materiellen Ebene.

    LG
    Any
     
  8. polarfuchs

    polarfuchs Neues Mitglied

    Registriert seit:
    8. September 2012
    Beiträge:
    6.432
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    Samsara
    Es heißt "Im Anfang...".
     
  9. DUCKFACE

    DUCKFACE Guest

    Was sind Informationen? Können Informationen ohne materiell-energetisches Medium (Trägersubstanz) überhaupt in der Realität existieren?
     
  10. Lucia

    Lucia Sehr aktives Mitglied

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    18.674
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    da lt. physik ja alles schwingung ist - auch materie - passt das schon mit dem wort.
     
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