การเคลื่อนย้ายเมมเบรน
แผนผังแสดงความสอดคล้องที่เป็นไปได้สองประการของไขมันที่ขอบของรูขุมขน ในภาพด้านบนไขมันไม่ได้จัดเรียงใหม่ดังนั้นผนังรูขุมขนจึงไม่ชอบน้ำ ในภาพล่างหัวของลิพิดบางส่วนโค้งงอดังนั้นผนังรูขุมขนจึงเป็นไฮโดรฟิลิก
สำหรับสิ่งมีชีวิตในเซลล์การขนส่งโมเลกุลเฉพาะผ่านอุปสรรคเมมเบรนแบบแบ่งส่วนเป็นสิ่งสำคัญเพื่อแลกเปลี่ยนเนื้อหากับสิ่งแวดล้อมและกับบุคคลอื่น . ตัวอย่างเช่นการแลกเปลี่ยนเนื้อหาระหว่างบุคคลทำให้ การถ่ายโอนยีนในแนวนอน ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตในเซลล์ ในขณะที่เซลล์สมัยใหม่สามารถพึ่งพาเครื่องจักรโปรตีนที่ซับซ้อนเพื่อเร่งกระบวนการที่สำคัญเหล่านี้ได้ แต่โปรโตเซลล์ต้องทำสิ่งนี้ให้สำเร็จโดยใช้กลไกที่เรียบง่ายกว่านี้
โปรโตเซลล์ประกอบด้วยกรดไขมัน จะสามารถแลกเปลี่ยนโมเลกุลขนาดเล็กและ ไอออน กับสภาพแวดล้อมได้อย่างง่ายดาย เมมเบรนที่ประกอบด้วยกรดไขมันมีความสามารถในการซึมผ่านของโมเลกุลได้ค่อนข้างสูงเช่น nucleoside monophosphate (NMP), nucleoside diphosphate (NDP) และ nucleoside triphosphate (NTP) และอาจทนต่อความเข้มข้นระดับมิลลิโมลาร์ของ Mg ความดันออสโมติก ยังสามารถมีบทบาทสำคัญเกี่ยวกับการขนส่งเมมเบรนแบบพาสซีฟนี้
ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมได้รับการแนะนำเพื่อกระตุ้นให้เกิดสภาวะที่มีการขนส่งโมเลกุลขนาดใหญ่ เช่น DNA และ RNA ข้ามเยื่อของโปรโตเซลล์เป็นไปได้ ตัวอย่างเช่นมีการเสนอว่า electroporation อันเป็นผลมาจาก ฟ้าผ่า นัดหยุดงานสามารถเปิดใช้งานการขนส่งดังกล่าวได้ Electroporation คือการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของการซึมผ่านของ bilayer ที่เกิดจากการใช้สนามไฟฟ้าเทียมขนาดใหญ่บนเมมเบรน ในระหว่างการทำ Electroporation โมเลกุลของลิพิดในตำแหน่งเมมเบรนเลื่อนเปิดรูพรุน (รู) ซึ่งทำหน้าที่เป็นทางนำไฟฟ้าซึ่งโมเลกุลที่ไม่ชอบน้ำเช่น กรดนิวคลีอิก สามารถผ่าน lipid bilayer ได้ การถ่ายโอนเนื้อหาที่คล้ายกันข้ามโปรโตเซลล์และด้วยสารละลายโดยรอบอาจเกิดจากการแช่แข็งและการละลายในภายหลัง ตัวอย่างเช่นอาจเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่วัฏจักรของกลางวันและกลางคืนทำให้เกิดการแช่แข็งซ้ำ การทดลองในห้องปฏิบัติการแสดงให้เห็นว่าเงื่อนไขดังกล่าวอนุญาตให้มีการแลกเปลี่ยนข้อมูลทางพันธุกรรมระหว่างประชากรของโปรโตเซลล์ สิ่งนี้สามารถอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าเมมเบรนสามารถซึมผ่านได้สูงที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสเล็กน้อย หากถึงจุดนี้ในระหว่างวัฏจักรการละลายน้ำแข็งแม้แต่โมเลกุลขนาดใหญ่และมีประจุไฟฟ้าสูงก็สามารถผ่านเยื่อหุ้มโปรโตเซลล์ได้ชั่วคราว
โมเลกุลหรืออนุภาคบางชนิดมีขนาดใหญ่เกินไปหรือไม่ชอบน้ำมากเกินกว่าที่จะผ่านไปยัง lipid bilayer ได้แม้ว่าจะอยู่ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ แต่สามารถเคลื่อนย้ายข้ามเมมเบรนผ่าน ฟิวชั่น หรือการแตกของถุง เหตุการณ์ที่สังเกตได้เช่นกันสำหรับวัฏจักรการละลายน้ำแข็ง ในที่สุดสิ่งนี้อาจนำไปสู่กลไกที่อำนวยความสะดวกในการเคลื่อนย้ายของโมเลกุลไปด้านในของโปรโตเซลล์ (เอนโดไซโทซิส ) หรือปล่อยเนื้อหาออกสู่อวกาศนอกเซลล์ (exocytosis ).
แบบจำลองประดิษฐ์
การสะสมของ Langmuir-Blodgett
เริ่มต้นด้วยเทคนิคที่ใช้กันทั่วไปในการฝากโมเลกุลบนพื้นผิวของแข็งการสะสมของ Langmuir – Blodgett นักวิทยาศาสตร์สามารถรวบรวมเยื่อฟอสโฟลิปิดของชั้นความซับซ้อนโดยพลการโดยชั้นเยื่อฟอสโฟลิปิดเทียมเหล่านี้รองรับ การแทรกเชิงหน้าที่ทั้งของบริสุทธิ์และในแหล่งกำเนิดแสดง โปรตีนเมมเบรน เทคนิคนี้สามารถช่วยให้ นักโหราศาสตร์ เข้าใจว่าเซลล์สิ่งมีชีวิตชนิดแรกเกิดขึ้นได้อย่างไร
โปรโตเซลล์ของจีวานนู
สารลดแรงตึงผิว โมเลกุลที่จัดเรียงบนอินเตอร์เฟซของอากาศและน้ำ
โปรโตเซลล์ของจีวานนู เป็นอนุภาคทางเคมีสังเคราะห์ที่มีโครงสร้างคล้ายเซลล์ เซลล์ และดูเหมือนว่าจะมีคุณสมบัติในการดำรงชีวิตบางอย่างถูกสังเคราะห์ขึ้นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2506 จากแบบเรียบง่าย แร่ธาตุและสารอินทรีย์พื้นฐานในขณะที่สัมผัสกับ แสงแดด
ก็ยังมีรายงานว่ามีความสามารถในการเผาผลาญบางอย่างการมี เมมเบรนแบบกึ่งสังเคราะห์ได้ , กรดอะมิโน , ฟอสโฟลิปิด , คาร์โบไฮเดรต และโมเลกุลคล้าย RNA อย่างไรก็ตามธรรมชาติและคุณสมบัติของ Jeewanu ยังคงต้องมีการชี้แจง
ในการทดลองการสังเคราะห์ที่คล้ายกันส่วนผสมของน้ำแช่แข็ง เมทานอล แอมโมเนียและ คาร์บอนมอนอกไซด์ คือ สัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) การรวมกันนี้ให้วัสดุอินทรีย์จำนวนมากที่จัดระเบียบตัวเองให้เป็นก้อนกลมหรือถุงน้ำเมื่อแช่อยู่ในน้ำ นักวิทยาศาสตร์ที่ตรวจสอบพบว่า globules เหล่านี้มีลักษณะคล้ายกับเยื่อหุ้มเซลล์ที่ล้อมรอบและมีสมาธิทางเคมีของชีวิตแยกการตกแต่งภายในออกจากโลกภายนอก ลูกโลกอยู่ระหว่าง 10 ถึง 40 ไมโครเมตร (0.00039 ถึง 0.00157 นิ้ว) หรือขนาดของเม็ดเลือดแดง ที่น่าสังเกตคือ globules fluoresced หรือเรืองแสงเมื่อสัมผัสกับแสง UV การดูดซับ UV และเปลี่ยนเป็นแสงที่มองเห็นได้ด้วยวิธีนี้ถือเป็นวิธีหนึ่งที่เป็นไปได้ในการให้พลังงานแก่เซลล์ดั้งเดิม หากลูกโลกดังกล่าวมีบทบาทในต้นกำเนิดของชีวิตการเรืองแสงอาจเป็นสารตั้งต้นของการสังเคราะห์แสง แบบดั้งเดิม สารเรืองแสงดังกล่าวยังให้ประโยชน์ในการทำหน้าที่เป็นครีมกันแดดโดยกระจายความเสียหายใด ๆ ที่อาจเกิดจากรังสี UV ฟังก์ชั่นการป้องกันดังกล่าวจะมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตบนโลกยุคแรก ๆ เนื่องจากชั้นโอโซน ซึ่งปิดกั้นรังสียูวีที่ทำลายล้างมากที่สุดของดวงอาทิตย์ไม่ได้ก่อตัวขึ้นจนกระทั่งหลังจากอายุการสังเคราะห์แสง เริ่มผลิตออกซิเจน
โครงสร้างคล้ายไบโอ
มีรายงานการสังเคราะห์ “jeewanu” 3 ชนิด; สองคนเป็นอินทรีย์และอีกคนเป็นอนินทรีย์ นอกจากนี้ยังมีการผลิตโครงสร้างอนินทรีย์อื่น ๆ ที่คล้ายคลึงกัน นักวิทยาศาสตร์ที่ตรวจสอบ (V. O. Kalinenko) เรียกพวกเขาว่า “โครงสร้างคล้ายชีวภาพ” และ “เซลล์เทียม” เกิดขึ้นในน้ำกลั่น (เช่นเดียวกับวุ้นวุ้น) ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าพวกมันจะขาดโปรตีนกรดอะมิโนฐานพิวรีนหรือไพริมิดีนและกิจกรรมของเอนไซม์บางชนิด ตามที่นักวิจัยของ NASA กล่าวว่า “หลักการทางวิทยาศาสตร์ของชีววิทยาและชีวเคมีในปัจจุบันไม่สามารถอธิบายถึงหน่วยอนินทรีย์ที่มีชีวิตได้” และ “การดำรงอยู่ของหน่วยสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ยังไม่ได้รับการพิสูจน์”
จริยธรรมและการโต้เถียง
การวิจัย Protocell ได้สร้างความขัดแย้งและความคิดเห็นที่ต่อต้านรวมถึงนักวิจารณ์เกี่ยวกับคำจำกัดความที่คลุมเครือของ “ชีวิตเทียม” การสร้างหน่วยพื้นฐานของชีวิตเป็นปัญหาทางจริยธรรมที่เร่งด่วนที่สุดแม้ว่าความกังวลอย่างกว้างขวางที่สุดเกี่ยวกับโปรโตเซลล์คือภัยคุกคามต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อมผ่านการจำลองแบบที่ไม่มีการควบคุม
