Artículo de método

La realización de experimentos de Miller-Urey

DOI:

10.3791/51039

21 de enero de 2014

En este artículo

Resumen

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El experimento de Miller-Urey fue un estudio pionero en cuanto a la síntesis abiótica de compuestos orgánicos con posible relevancia para los orígenes de la vida. Gases simples se introdujeron en un aparato de vidrio y se sometieron a una descarga eléctrica, simulando los efectos de un rayo en el sistema atmósfera-océano primordial de la Tierra. El experimento se llevó a cabo durante una semana, después de lo cual, se analizaron las muestras tomadas de la misma para los componentes químicos de la vida.

Resumen

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En 1953, Stanley Miller reportó la producción de biomoléculas a partir de materiales de partida gaseosos simples, utilizando un aparato construido para simular el sistema atmósfera-océano primordial de la Tierra. Miller introdujo 200 ml de agua, 100 mm Hg de H 2, 200 mm Hg de CH 4, y 200 mmHg de NH 3 en el aparato, después se sometió esta mezcla, bajo reflujo, a una descarga eléctrica durante una semana, mientras que el agua era simultáneamente climatizada. El propósito de este manuscrito es proporcionar al lector un protocolo experimental general que puede ser utilizado para llevar a cabo un tipo de Miller-Urey experimento descarga de chispa, usando un matraz de reacción de 3 L simplificada. Dado que el experimento consiste en exponer los gases inflamables a una descarga eléctrica de alto voltaje, hay que destacar importantes medidas que reducen el riesgo de explosión. Los procedimientos generales descritos en este trabajo se pueden extrapolar a diseñar y llevar a cabo una amplia variedad de experimentos de descarga eléctricas simulando ambientes planetarios primitivos.

Introducción

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La naturaleza de los orígenes de la vida en la Tierra sigue siendo una de las cuestiones científicas más inescrutables. En la década de 1920 el biólogo ruso Alexander Oparin y British evolutiva biólogo y genetista John Haldane propusieron el concepto de una "sopa primordial" 1,2, describiendo los océanos terrestres primitivas que contienen compuestos orgánicos que puedan haber facilitado la evolución química. Sin embargo, no fue hasta la década de 1950 cuando los químicos comenzaron a realizar estudios de laboratorio deliberadas dirigidas a la comprensión de cómo las moléculas orgánicas podrían haberse sintetizado a partir de materiales de partida simples ....

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Protocolo

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1. Configuración de un sistema colector de vacío /

  1. Utilice un colector de vidrio para introducir los gases en el matraz de reacción. Este colector puede ser comprado o construido por una instalación de soplado de vidrio, pero debe incluir puertos estanca al vacío que se pueden conectar a un sistema de vacío, los cilindros de gas, un manómetro de vacío, y el recipiente de reacción.
    1. Utilice juntas de vidrio esmerilado y tapones de vidrio con válvulas en el colector. Asegúrese de que todas las juntas tóricas de los tapones son capaces de hacer los sellos necesarios. Si el uso de juntas de vidrio, una cantidad suficiente de grasa de vacío se puede apl....

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Resultados

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Los productos sintetizados en los experimentos de descarga eléctrica puede ser bastante complejo, y hay numerosos enfoques analíticos que se pueden utilizar para estudiar ellos. Algunas de las técnicas más comúnmente utilizadas en la literatura para el análisis de aminoácidos se discuten aquí. Los métodos de espectrometría de masas y cromatográficos son técnicas altamente informativos para analizar las mezclas químicas complejas producidas por tipo de Miller-Urey experimentos de descarga de chispa. Los análisis de amino.......

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Discusión

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Numerosos pasos en el protocolo descrito aquí son fundamentales para la realización de experimentos de tipo Miller-Urey forma segura y correcta. En primer lugar, todas las herramientas de cristalería y de manipulación de muestras que entrarán en contacto con el matraz de reacción o de la muestra deben ser esterilizados. La esterilización se consigue de aclarar a fondo los artículos en cuestión con agua ultrapura (18,2 MΩ cm, <5 ppb TOC) y luego envolver en papel de aluminio, antes de la pirólisis de a 500 ° C en aire.......

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Divulgaciones

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Los autores declaran no tener intereses financieros en competencia.

Agradecimientos

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Esta obra fue financiada en forma conjunta por el Programa de Astrobiología de la NASA NSF y, bajo el Centro NSF para la evolución química, CHE-1004570, y el Centro Goddard de Astrobiología. ETP desea agradecer la financiación adicional proporcionada por el Programa de Prácticas de Biología Planetaria de la NASA. Los autores también desean agradecer al Dr. Asiri Galhena de inestimable ayuda en el establecimiento de las instalaciones iniciales de laboratorio.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Tapones de vidrio para colectorChemglassCG-983-01
Grasa de alto vacíoApiezonN/ATipo M/N
Grasa de alto vacío de siliconaDow Corning1597418
Tubo de teflón PFAMcMaster-Carr51805K54
Ultra-Torr Accesorios de vacíoSwagelokSS-4-UT-6
Dry Scroll Bomba de vacíoEdwardsA72401905
Manómetro de tubo en UAlta-Robbins100SS
Electrodos de tungstenoProductos de diamante rectificadosTH2-1/16% toriado
MetanolAlfa AesarN/Ade grado HPLC ultrapuro
McMaster-Carr5678K127
NH3 gaseosoAirgasAMAHLB99.99% de pureza
Gaseoso CH4 AirgasME UHP30099.99% de pureza
Gaseoso N2AirgasNI UHP30099.999% de pureza
Tesla CoilProductos Electro-Technic15001Modelo BD-50E
24 horas Enchufable Temporizador Básico General ElectricCompany15119
Detergente de limpiezaAlconox1104
ToluenoThermo Fisher ScientificN/AOptima Grade
Luna Phenyl-Hexyl HPLC ColumnPhenomenex00G-4257-E0Marca: Luna
Ácido fórmicoSigma-AlrichF0507Se utiliza para hacer 50 mM de formiato de amonio
2 Barra de agitación magnética recubierta de teflón

Referencias

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  1. Oparin, A. I. The Origin of Life. , Izd. Moskovshii Rabochii. (1924).
  2. Haldane, J. B. The origin of life. Rationalist Annu. 148, 3-10 (1929).
  3. Garrison, W. M., Morrison, D. C., Hamilton, J. G., Benson, A. A., Calvin, M.

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Reimpresiones y permisos

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Etiquetas

Miller Urey ExperimentSpark DischargePrimordial AtmosphereElectric DischargeAmino Acid AnalysisHigh Performance Liquid ChromatographyFluorescence DetectionVacuum SystemGas ManifoldTungsten Electrodes

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