Präbiotische Chemie + Abiogenese

• unterstützt Hypothese der chemischen Evolution: Leben aus einfachen anorganischen Molekülen entstanden

• Man kann Organische Verbindungen/Aminosäuren aus einfachen Gasen herstellen, die damals bereits in der Ur-Atmosphäre existiert haben

  → H2+ H2O + CH4+ NH3 ⇒ Aminosäuren (Proteinbausteine)

• Aminosäuren als Bausteine von Proteinen → wichtig für biologische Prozesse (z.B. Translation, Transkription)

• nein nicht selten

• z.B. in Kometen/Asteroiden (Ryugu): AS, Kohlenwasserstoffe nachgewiesen

• auf dem Mars organische Moleküle wie Chlorbenzol

• Titan: in der Atmosphäre Methan nachgewiesen, sowie durch Sonnenstrahlen entstehen Aerosole, in Form von Teerstoffen, aber auch AS

• auf/in Staubkörner und eisbedeckte Oberflächen: Auf und in Staubkörnern können einfache Moleküle kondensieren und reagieren, um komplexe organische Verbindungen wie Aminosäuren zu bilden

• Reaktionen werden initiiert durch kosmische und UV-Strahlung

• Kondensation in molekularen Wolken: In dichten, kalten Gaswolken entstehen durch chemische Prozesse organische Moleküle

Definition

• Prozesse können dazu beitragen, dass Monomere (z. B. Aminosäuren, Nukleotide) miteinander verknüpft werden und somit lange Ketten oder Polymere entstehen

• Kondensationsreaktion = Wasser wird abgespalten

• Impakte bieten die nötige Energie, um chemische Reaktionen zu starten

• Evaporation führt zu einer Konzentration von Molekülen, was die Wahrscheinlichkeit von Reaktionen erhöht

• Gefrieren kann Moleküle in einer festen Struktur halten, die die Polymerisation fördert, da Aufkonzentrieren der Organik

• Mineral Katalyse durch Mineralien wie Tonminerale hilft, die Reaktionen zu beschleunigen, indem sie die Moleküle ausrichten und stabilisieren

• bieten viele Bedingungen, die die Entstehung und Entwicklung von organischen Molekülen und damit die Entstehung des Lebens begünstigen könnten

  • pH-Gradient an Schlotoberfläche: basische Bedingungen (hoher pH-Wert) in den heißen Bereichen und saurere Bedingungen in den kühleren, umgebenden Gewässern → Stabilität da wie eine Zellmembran

  • Substratanreicherung: hohe Konzentrationen von einfachen organischen Molekülen, mineralischen Substanzen und Gasverbindungen wie Wasserstoff, Methan oder Schwefelverbindungen → erhöht Wahrscheinlichkeit von chemischen Reaktionen

  • Oberflächenkatalyse: mineralische Oberfläche fungiert als Katalysator für chemische Reaktionen

Prozess, bei dem Leben aus nicht-lebenden chemischen Substanzen entsteht

• RNA bei dem Übergang von der abiotischen zu der biotischen Welt maßgeblich beteiligt war

• Da: RNA kann sowohl Informationen speichern und weitergeben (wie DNA) als auch katalytisch aktiv sein (wie Proteine)

• Organische Moleküle: AS, Zucker, Nukleotide -> Bilden zu Preoteinen und RNA -> RNA als Informationsspeicher und Katalysator

• Lipide bilde Vesikel/Lipidmembran -> erste Reaktionsräume für chemische Prozesse

  -> Aufnahme von RNA-Molekülen