Protobionti neboli protobuňky ( anglicky protocell nebo protobiont ) - hypotetický primitivní organismus , který by podle některých teorií o vzniku života vznikl nahromaděním organické hmoty a byl primitivní formou života, předchůdcem prokaryotických buněk .
Takovými „organismy“ mohou být samoorganizované, endogenně uspořádané sférické akumulace lipidů , z nichž pravděpodobně pochází buněčný život [1] , nebo bezbuněčný agregát organických polymerů, sestavený spontánně abioticky, obklopený membránovou strukturou. Protobionti vykazují některé vlastnosti spojené se životem, jako je jednoduchá reprodukce, metabolismus a excitabilita, stejně jako udržování vnitřního chemického prostředí, které je odlišné od vnějšího.
Příkladem protobiontů jsou experimenty Alexandra Oparina a Sidneyho W. Foxe , které ukázaly, že takové struktury se mohou spontánně tvořit za podmínek podobných těm, o nichž se předpokládá, že existovaly v době vzniku Země. V těchto experimentech byly vytvořeny lipozomy a mikrokuličky s membránovou strukturou podobnou buněčným fosfolipidovým dvojvrstvám. V polovině 20. století byly složité organické látky experimentálně získávány průchodem elektrických nábojů směsí plynů a par, což se hypoteticky shoduje se složením atmosféry starověké Země. Za protobuňky považoval Oparin koacerváty – organické struktury obklopené tukovými membránami. Sidney W. Fox v 50. a 60. letech studoval spontánní tvorbu peptidových struktur za podmínek, které pravděpodobně existovaly na počátku historie Země. Prokázal, že aminokyseliny mohou spontánně tvořit malé řetězce zvané peptidy. V jednom ze svých experimentů nechal aminokyseliny vyschnout, jako by se rozprostřely po povrchu na teplém a suchém místě za podmínek před životem. Zjistil, že po vysušení aminokyseliny tvoří dlouhé, často zesíťované, vláknité mikroskopické polypeptidové globule , které nazval „ proteinoidní mikrokuličky“. Na základě toho byly diskutovány teorie o současném vzniku života a procesu evoluce. Bylo navrženo, že podobně jako proces evoluce funguje u živých věcí, evoluční mechanismy v chemických sloučeninách budou fungovat také před vznikem života.
V tomto smyslu vědci jako Martin A. Novak a Hisashi Otsuki postulovali, jak a kdy se chemická kinetika stává evoluční dynamikou, a formulovali obecnou matematickou teorii původu evoluce.
Ústřední otázkou evoluce je, jak se objevily protobuňky a jak začal proces konkurence, který vedl ke vzniku života. Funkční protobuňky zatím nebyly laboratorně získány, ale cíl pochopit proces je vcelku dosažitelný [2] [3] [4] .
V roce 2008 udělali američtí biologové důležitý krok k pochopení počátečních fází vzniku života. Podařilo se jim vytvořit „ protobuňku “ se skořápkou jednoduchých lipidů a mastných kyselin, schopnou z okolí čerpat imidazolem aktivované nukleotidové monofosfáty, „stavební kameny“ nezbytné pro syntézu DNA [5] . V roce 2011 japonští vědci oznámili, že byli schopni vytvořit vezikuly s kationtovým obalem a prvky DNA uvnitř, schopné dělení v důsledku polymerázové řetězové reakce , která replikuje DNA. [6]
| Původ života | |
|---|---|
| Koncepty | |
| Hypotézy |
|
| Studie | |