Elämän synty. Matti Leisola



Samankaltaiset tiedostot
Biologia. Pakolliset kurssit. 1. Eliömaailma (BI1)

Mitä elämä on? Astrobiologian luento Kirsi

Lääketieteen ja biotieteiden tiedekunta Sukunimi Bioteknologia tutkinto-ohjelma Etunimet valintakoe pe Tehtävä 1 Pisteet / 15

Esim. ihminen koostuu 3,72 x solusta

Biotekniikka elintarviketeollisuudessa. Matti Leisola TKK/Bioprosessitekniikka

Erilaisia soluja. Siittiösolu on ihmisen pienimpiä soluja. Tohvelieläin koostuu vain yhdestä solusta. Veren punasoluja

GEENITEKNIIKAN PERUSASIOITA

EPIONEN Kemia EPIONEN Kemia 2015

Geenitekniikan perusmenetelmät

Nimi sosiaaliturvatunnus. Vastaa lyhyesti, selkeällä käsialalla. Vain vastausruudun sisällä olevat tekstit, kuvat jne huomioidaan

DNA:n informaation kulku, koostumus

Nimi sosiaaliturvatunnus. Vastaa lyhyesti, selkeällä käsialalla. Vain vastausruudun sisällä olevat tekstit, kuvat jne huomioidaan

Luonnontieteilijät työnhakijoina

PROSESSITEKNIIKAN PERUSTA 2011 Bioprosessitekniikan mahdollisuudet. Biotekniikan määritelmä

BIOMOLEKYYLEJÄ. fruktoosi

Pakolliset kurssit (OL PDDLOPD%,,

Ureakierron häiriöt ja rgaanishappovirtsaisuudet Lapsille

Biotieteiden perusteet farmasiassa, syksy 2017

Solun perusrakenne I Solun perusrakenne. BI2 I Solun perusrakenne 3. Solujen kemiallinen rakenne

BI4 IHMISEN BIOLOGIA

Kurssikohtaiset huomiot

RAUTJÄRVEN LUKION OPPIKIRJALISTA LUKUVUONNA L1-L3

Geenisakset (CRISPR)- Geeniterapian vallankumousko? BMOL Juha Partanen

Fysikaaliset tieteet, kemia ja matemaattiset tieteet

DNA RNA proteiinit transkriptio prosessointi translaatio regulaatio

Vastaa lyhyesti selkeällä käsialalla. Vain vastausruudun sisällä olevat tekstit, kuvat jne huomioidaan

2.1 Solun rakenne - Lisämateriaalit

5.7 Biologia Perusopetus Opetuksen tavoitteet Valinnaiset kurssit 1. Elämä ja evoluutio (bi1) 2. Ekosysteemit ja ympäristönsuojelu (bi2)

LUKION OPETUSSUUNNITELMAN PERUSTEET 2003, OPETUSHALLITUKSEN MÄÄRÄYS 33/011/2003

Perinnöllisyystieteen perusteita III Perinnöllisyystieteen perusteita

DNA sukututkimuksen tukena

Nimi sosiaaliturvatunnus. Vastaa lyhyesti, selkeällä käsialalla. Vain vastausruudun sisällä olevat tekstit, kuvat jne huomioidaan

Matematiikka yhteinen MAY1 MAY1 Luvut ja lukujonot Otava

Genomi-ilmentyminen Genom expression (uttryckning) Nina Peitsaro, yliopistonlehtori, Medicum, Biokemia ja Kehitysbiologia

Lukuvuosi oppikirjat Huomioi, että muutokset ovat vielä mahdollisia. Lisätietoja kurssien opettajilta.

Bioteknologian perustyökaluja

5.7. Biologia. Opetuksen tavoitteet

GLYKOLYYSI! Glykolyyttinen metaboliareitti! LUENNON RAKENNE! ENERGIA HIILIHYDRAATEISTA. ATP:n ANAEROBINEN JA AEROBINEN UUDELLEENMUODOSTUS

BIOLOGIA. Aihekokonaisuudet. Biologian opetuksessa huomioidaan erityisesti seuraavat aihekokonaisuudet: kestävä kehitys teknologia ja yhteiskunta

Entsyymit ja niiden tuotanto. Niklas von Weymarn, VTT Erikoistutkija ja tiiminvetäjä

Farmasian tutkimuksen tulevaisuuden näkymiä. Arto Urtti Lääketutkimuksen keskus Farmasian tiedekunta Helsingin yliopisto

Genetiikan perusteiden harjoitustyöt

Ilomantsin lukion oppikirjaluettelo lukuvuosi Kurssit Oppikirja ISBN numero Kustantaja Äidinkieli ja kirjallisuus Englanti Ruotsi

6 GEENIT OHJAAVAT SOLUN TOIMINTAA nukleiinihapot DNA ja RNA Geenin rakenne Geneettinen informaatio Proteiinisynteesi

Simon lukio Aikuisten lukiokoulutus

Ilomantsin lukion oppikirjaluettelo lukuvuosi , LOPS2016

BIOS 1 ja OPS 2016 OPS Biologian opetussuunnitelma Opetuksen tavoitteet

GMO analytiikka Annikki Welling Kemian tutkimusyksikkö Evira

Uusi OPS: OPPIKIRJAT LV , Jyväskylän Lyseon lukio

Elämän sattuma ja välttämättömyys

Uusi teollinen biotekniikka ja biotalous. Prof. Merja Penttilä VTT

Biologiset lääkkeet ja biosimilaarit

VASTAUS 1: Yhdistä oikein

Lukuvuosi oppikirjat Huomioi, että muutokset ovat vielä mahdollisia. Lisätietoja kurssien opettajilta.

FYSIIKKA Fysiikka 1 Fysiikka luonnontieteenä FY1 Sanoma Pro Fysiikka 2 Lämpö FY2 Sanoma Pro

GLYKOLYYSI! Riikka Kivelä, LitT Tutkijatohtori Wihurin tutkimuslaitos ja Translationaalisen syöpäbiologian tutkimusohjelma Helsingin yliopisto

FyKe 7 9 Kemia ja OPS 2016

Lukuvuosi oppikirjat LOPS 2016 Huomioi, että muutokset ovat vielä mahdollisia. Lisätietoja kurssien opettajilta.

FYSIIKKA Fysiikka 1 Fysiikka luonnontieteenä FY1 Sanoma Pro Fysiikka 2 Lämpö FY2 Sanoma Pro

Kurssin lyhenne Kurssin nimi Oppikirja ja kustantaja

Sukunimi Etunimet Tehtävä 3 Pisteet / 20

Uusi LOPS. Kirjalista [lv ]

Biopolymeerit. Biopolymeerit ovat kasveissa ja eläimissä esiintyviä polymeerejä.

HAPANTA HUNAJAA POHDITTAVAKSI ENNEN TYÖTÄ

KOE 6 Biotekniikka. 1. Geenien kloonaus plasmidien avulla.

Epigeneettinen säätely ja genomin leimautuminen. Tiina Immonen Medicum, Biokemia ja kehitysbiologia

Plasmidi-DNA:n eristys bakteerisoluista DNA:n geelielektroforeesi (Proteiinien geelielektroforeesi)

Peittyvä periytyminen. Potilasopas. Kuvat: Rebecca J Kent rebecca@rebeccajkent.com

Perinnöllinen informaatio ja geneettinen koodi.

LEPPÄVIRRAN LUKION OPPIKIRJAT LUKUVUONNA ÄIDINKIELI ENGLANTI. Kustantaja Kirjasarja Oppikirja ja kurssinumero

Lataa Kosmoksen siruja - Esko Valtaoja. Lataa

Lataa Elävä solu - Pentti Tapana. Lataa

6 Mille kohderyhmille viestitään (Kuka tarvitsee tietoa, kuka on kiinnostunut tästä? Mieti alla olevat tahot kun valitset kohderyhmiä)

Tilastotiede ottaa aivoon

Epigeneettinen säätely ja genomin leimautuminen. Tiina Immonen BLL Biokemia ja kehitysbiologia

Apollon Yhteiskoulu, lukion oppikirjat

BIOLOGIA -kurssien suoritusjärjestys on vapaa -oppiaineen hyväksytty suoritus edellyttää hyväksyttyä suoritusta kursseista 1 tai 2 ja 3 tai 4.

Peptidi ---- F K V R H A ---- A. Siirtäjä-RNA:n (trna:n) (3 ) AAG UUC CAC GCA GUG CGU (5 ) antikodonit

organisaatiotasot molekyylitasolta biosfääriin ökunnan monimuotoisuutta ja ymmärtämään eliöiden sopeutumisen erilaisiin ympäristöihin irteet

Oksidatiivinen fosforylaatio = ATP:n tuotto NADH:lta ja FADH2:lta hapelle tapahtuvan elektroninsiirron ja ATP-syntaasin avulla

Genomin ilmentyminen Liisa Kauppi, Genomibiologian tutkimusohjelma

Aineen olemuksesta. Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto

Virukset Materiaalitieteiden Rakennusaineina Suomalainen Tiedeakatemia

IITIN LUKIO OPPIKIRJAT LV

Päästä varpaisiin. Tehtävät. Ratkaisut. Päivitetty ISBN , , Sisällys (ratkaisut) Johdanto

Hiilihydraatit. Hiilihydraatteja pilkkovia entsyymejä on elimistössä useita.

PYHÄJOEN LUKIO, OPPIKIRJAT LOPS 2016

6.5 Biologia. Opetuksen tavoitteet

SUOMENKIELISET OPPIAINEET VUOSIKURSSEILLA 6 & 7 SUOMEN OSASTO BXL II

Synteettinen biologia kestävä biotalouden Biotekniikan mahdollistajana

Tilastotiede ottaa aivoon

ÄIDINKIELI JA KIRJALLISUUS Opiskelijat voivat valita joko painetun kirjan tai digitaalisen kirjan.

Ilomantsin lukion oppikirjaluettelo lukuvuosi , LOPS2016

S Laskennallinen systeemibiologia

Soluhengitys + ATP-synteesi = Oksidatiivinen fosforylaatio Tuomas Haltia Elämälle (solulle) välttämättömiä asioita ovat:

Evoluutio. BI Elämä ja evoluutio Leena Kangas-Järviluoma

Kurssin suorittaminen

Etunimi: Henkilötunnus:

Lataa Evoluutiobiologia - Mats Björklund. Lataa

Synteettinen biologia Suomessa: Virukset synteettisen biologian työkaluina

Transkriptio:

Elämän synty Matti Leisola

Selitettävää Universumin rakenne Biologinen elämä

Maailmallemme on olemassa kaksi erilaista selitysmallia Kaikki on syntynyt sattumanvaraisten fysikaalisten ja kemiallisten tapahtumien tuloksena (luonnolliset syyt) Maailmamme on älykkään olennon suunnittelema (älykkäät syyt)

Mitä elämä oikeastaan on? Missä on nirri?

Elämä on fysiikkaa ja kemiaa, pelkkää sähköä! Esko Valtaoja, Kemia-Kemi, joulukuu, 2002

Elämä on itseään ylläpitävä kemiallinen järjestelmä, joka kykenee darvinistiseen evoluutioon. NASA

Elämä on koodattua informaatiota George Williams, The Third Culture: Beyond the Scientific Revolution, toim. John Brockman (New York: Simon & Schuster, 1995), s. 42-43.

Elämää voi parhaiten ajatella supertietokoneena Paul Davies, The Guardian, December 11, 2002

Biologian koodikielellä kirjoitettu informaatio on geeneissä - DNAmolekyylissä Kaikkien maailman lajien geneettiset ohjeet painavat yhteensä vain gramman kymmenesmiljoonas osan Järjestelmä on itseään monistava ja virheitä korjaava Syyllisyys Vanhemmuus Kansojen liikkeet Sairaudet

Mitä elämän alkuperästä tulisi ajatella? Omne vivum ex vivo

Yleisbiologia 1963 Maapallolle elämä on tietenkin voinut syntyä kahdella tavalla. Joko se on siirtynyt tänne avaruudesta tai se on saanut alkunsa täällä. Kumpaankaan kysymykseen emme voi saada vastausta. Mutta joskus elämän on täytynyt täällä saada alkunsa

Lukion biologia 1974 Alkuaikojen meret sisälsivät ilmeisesti suuria määriä monenlaisia orgaanisia yhdisteitä, jotka tietyllä tavalla yhteen joutuessaan muodostivat jättiläismolekyylejä. Näiden joukosta valikoituivat ja yleistyivät eräät pysyvät rakenteet. Vähitellen yhä uusien aineiden liittymisen kautta molekyylit saivat uusia ominaisuuksia. Ne pystyivät yhä tehokkaammin käyttämään kemiallisten reaktioiden energiaa omaan rakennustoimintaansa. Ne pystyivät kasvamaan, pilkkoutumaan osiksi ja uusiutumaan moniksi samankaltaisiksi rakennelmiksi. Ne saivat alkeellisia elävälle olennolle ominaisia piirteitä.

Lukion biologia 2013

Nanobiologian näkökulmasta kysymys elämän syntymisestä on lähes vailla sisältöä. Elottoman ja elävän välillä ei ole laadullista eroa. Nanomaailmassa elämä ei ole hyvin määritelty käsite, se on molekyylien prosessi. Elämän synty on vaiheittainen ketju herkkiä kemiallisia reaktioita, eikä ole mitään syytä liittää siihen moraalisia tai muita kynnyksiä. Professori Risto Nieminen, Helsingin Sanomat 14.8.2007

International Society of rare Sugars

Stanley Millerin koe Dr Arthur Weber / NASA

Mycoplasma

Mycoplasman osaluettelo

Mycoplasman geenien luokittelu toiminnan mukaan Solukalvo Energiaaineenvaihdunta DNAviestin kääntäminen DNAviestin lukeminen Solun prosessit DNA:n kopioituminen Kuljetusprosessit Säätelytoiminnot

http://www.expasy.ch/cgi-bin/show_thumbnails.pl

Pitkänen J-P, Impact of xylose and mannose on central metabolism 0f yeast Saccharomyces cerevisiae, TEchnical Biochemistry Report 1/2005 SOLUKALVO

Entsyymit katalysoivat solun reaktioita RNA DNA Entsyymi

Geenitekniikka: solujen älykästä ohjelmointia Geenitekniikka DNA:n eristys PCR Digestio Ligaatio Transformaatio Plasmidin eristys Digestio

Glukoosi Fruktoosi Sakkaroosi Glukoosi + Fruktoosi Laktoosi Glukoosi + Galaktoosi

Ksylitoli

Ksylitoli

Ksyloosi reduktaasi -geeni Pichia stipitis Metabolialtaan muokattu Lactococcus lactis

Glukoosi Ksyloosi Ell Glc AraE Glukoosi 6-fosfaatti Ksyloosi Glyseraldehydi 3-fosfaatti Fosfoenolipyruvaatti Pyruvaatti NAD + NADH Ksylitoli Ksylitoli NADH NAD + Ksylitoli fosfaatti Ell Fru Laktaatti

Yhden uuden entsyymin sattumanvarainen synty Meidän pitäisi löytää yksi tietty hiekkajyvänen Saharasta ( 1 mahdollisuus 10 20 :sta) Löytämämme hiekkajyväsen pinnalla on 100 miljardia erilaista entsyymirakennetta, joista vain yksi on oikea.

Entä DNA:n luenta ja kopioituminen? Vaikka liioittelimme mallissamme RNA:n tuottonopeuden, niin todennäköisyys translaatio-replikaation sattumanvaraiselle synnylle on P < 10-1018 Eugene V. Koonin: The Cosmological Model of Eternal Inflation and the Transition from Chance to Biological Evolution in the History of Life, Biology Direct 2 (2007): 15, doi:10.1186/1745-6150-2-15

Kysymys: Miten elämä sai alkunsa????????????????????? X

Luonnontieteen rajat tulleet vastaan Geneettisen koodijärjestelmän alkuperä Geneettisen informaation alkuperä* Proteiinien alkuperä Solukalvon alkuperä Solun (elämän) synty *On mahdollista testata kokeellisesti mihin sattuma-valinta-mekanismi pystyy

Elävät organismit ovat monimutkaisia, informaatiota käsitteleviä järjestelmiä, jotka voidaan parhaiten selittää älykkäillä syillä.