2-กำเนิดเซลล์เริ่มแรก

กำเนิดเซลลเ์ ริ่มแรก

เซลลเ์ ร่ิมแรกเกิดข้ึนมำบนโลกไดอ้ ยำ่ งไร ??

• เซลลเ์ ร่ิมแรกมีวิวฒั นำกำรมำจำกโปรโทเซลล์ (protocell) โดยมีสมมติฐำนของลำดบั
กำรเกิดโปรโทเซลลด์ งั น้ี
1. กำรสงั เครำะห์สำรอินทรียท์ ี่มีโมเลกลุ ขนำดเลก็ จำกสำรอนินทรีย์
2. กำรเชื่อมต่อกนั ของสำรอินทรียโ์ มเลกลุ ขนำดเลก็ เป็นสำรอินทรียโ์ มเลกลุ ขนำด

ใหญ่
3. กำรห่อหุม้ สำรอินทรียโ์ มเลกลุ ขนำดใหญ่กลำยเป็นโปรโทเซลล์
4. กำรกำเนิดโมเลกลุ ที่สำมำรถจำลองตวั เองได้

1. การสงั เคราะหส์ ารอินทรยี ท์ ่มี โี มเลกลุ ขนาดเล็กจากสารอนินทรยี ์

• พ.ศ. 2463 Aleksandr Oparin นกั เคมีชาวรสั เซยี และ John Haldane นกั วิทยาศาสตรช์ าว
องั กฤษ

สมมติฐำนเก่ียวกบั กำรส้งั เครำะห์
สำรอินทรีย์

ระยะแรก : โลกมี O2 นอ้ ย เพรำะ

O2+C => CO2 เป็นสภาวะท่ี
O2+H => H2O สารอนิ ทรียไ์ ดจ้ าก

บรรยากาศโลก

1. การสงั เคราะหส์ ารอินทรยี ท์ ่มี ีโมเลกลุ ขนาดเลก็ จากสารอนินทรยี ์

• พ.ศ. 2496 Stanley Miller และ Harold Urey พิสจู นส์ มมตฐิ านของ Oparin และ
Haldane โดยจาลองสถานการณ์ ดงั รูป ผลการผลลองคือ ไดก้ ดแอมิโนท่สี ามารถพบไดใ้ น สมช.

2. การเช่ือมตอ่ กนั ของสารอินทรยี โ์ มเลกลุ ขนาดเลก็ เป็นขนาดใหญ่

• การเกิดสารอนิ ทรยี ท์ ่มี ีโมเลกลุ ขนาดเลก็ เชน่ กรดอะมิโน และไนโตรจนี สั เบส ไมเ่ พียงพอตอ่ การกาเนิด
สมช.

• จากความรูเ้ ร่อื งเซลล์ เซลลท์ กุ ชนิดประกอบดว้ ย โมเลกลุ ของสารอินทรยี ข์ นาดใหญ่ เชน่ เอนไซม์ โปรตนี
และกรดนิวคลอี ิก เพ่ือใชใ้ นการจาลองพอลเิ มอรข์ อง RNA

2. การเช่ือมตอ่ กนั ของสารอินทรยี โ์ มเลกลุ ขนาดเลก็ เป็นขนาดใหญ่

• พ.ศ. 2552 John Sutherland และคณะ สามารถสงั เคราะหพ์ อลิเมอรข์ อง RNA ท่ไี ดจ้ ากการหยด
สารละลายกรดอะนิโม หรอื นิวคลโี อไทดข์ อง RNA ลงบนทราย ดิน หนิ รอ้ น

• พบวา่ ไดพ้ อลิเมอรข์ องกรดอะมิโนและ RNA ท่เี กิดขนึ้ เองโดยไม่ตอ้ งใชเ้ อนไซมห์ รอื ไรโบโซม

3.กำรห่อหุม้ สำรอินทรียโ์ มเลกลุ ขนำดใหญ่กลำยเป็นโปรโทเซลล์

ในสภาวะท่เี หมาะสม มีชนั้ ของลิพิดมาลอ้ มรอบกลมุ่ โมเลกลุ สารอนิ ทรยี ์ (คลา้ ย lipid bilayer)
กลายเป็น “Vesicle”ตอ่ มาพฒั นากลายเป็น Protocell

3.กำรห่อหุม้ สำรอินทรียโ์ มเลกลุ ขนำดใหญ่กลำยเป็นโปรโทเซลล์

❖ นักวทิ ยาศาสตรส์ ามารถสงั เคราะห์ Protocell ในหอ้ งแลปได้
โดย
➢ ลิพิด โปรตีน ใสล่ งในนา้ โมเลกลุ ของสารมีการจดั เรยี งตวั เป็น 2ชนั้ คลา้ ย lipid bilayer ของ cell

membrane
➢ และพบว่า การเติมดนิ แรท่ ่ไี ดจ้ ากการผกุ รอ่ นอขงเถา้ ภเู ขาไฟ สง่ ผลใหเ้ กิด “vesicle” เพ่ิมมากขนึ้
➢ Vesicle สามารถกลืนอนภุ าคของดินแรท่ ่มี ี RNA ได้
➢ Vessicle สามารถเพ่ิมจานวนและขยายขนาดโดยท่ยี งั คงสภาพองคป์ ระกอบทางเคมีได้

จากการทดลอง เย่อื 2ชน้ั ของ Vesicle มีคณุ สมบตั ิเป็นเย่อื เลือกผ่าน และเกิดกระบวนการเมทาบอลิซมึ
โดยใชส้ ารจากภายนอกได้

4. กำรกำเนิดโมเลกลุ ที่สำมำรถจำลองตวั เองได้

• พ.ศ.2556 Jack Szostak และคณะ สามารถสรา้ ง vesicle ซง่ึ ภายในมี RNA แมแ่ บบท่สี ามารถ
จาลองตวั เองได้

• จากการทดลองนี้ แสดงวา่ RNA สามารถจาลองตวั เองได้
• เช่อื กนั วา่ ในระยะแรกของโลก จะมีเวสิเคลิ บางกลมุ่ ภายในบรรจไุ รโบโซมและ RNA แมแ่ บบท่มี ีรูปแบบ

เหมาะสมในการจาลองตวั เอง

4. กำรกำเนิดโมเลกลุ ท่ีสำมำรถจำลองตวั เองได้

Vesicle ท่ไี ดจ้ ากการแบง่ และไดร้ บั RNA จากเวสิเคิลเดมิ นี้ เรยี กว่า Protocell จากนนั้ จงึ มีการ
วิวฒั นาการเกิดเป็นเซลลเ์ รม่ิ แรก