{"id":13553,"date":"2015-11-24T00:00:00","date_gmt":"2015-11-24T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisco\/uncategorized\/experimentos-de-miller-2\/"},"modified":"2026-08-31T22:58:15","modified_gmt":"2026-08-31T22:58:15","slug":"experimentos-de-miller-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisco\/biologia-2\/experimentos-de-miller-2\/","title":{"rendered":"Experimentos de Miller"},"content":{"rendered":"\nExperimentos de Miller – O que foi<\/strong>\n\nEm 1954, o cientista norte-americano\u00a0Stanley L. Miller<\/strong>\u00a0construiu um aparelho onde reuniu metano, am\u00f4nia, hidrog\u00eanio e vapor de \u00e1gua, numa tentativa de recriar, em laborat\u00f3rio, as prov\u00e1veis condi\u00e7\u00f5es reinantes na atmosfera primitiva.\n\nImaginando que as descargas el\u00e9tricas poderiam ter constitu\u00eddo uma fonte de energia capaz de promover o rompimento de liga\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas das mol\u00e9culas dos \u201cgases primitivos\u201d, Miller submeteu os gases, reunidos, a fa\u00edscas el\u00e9tricas de alta intensidade.\n\nDepois de algum tempo, observou o ac\u00famulo de subst\u00e2ncias org\u00e2nicas numa determinada regi\u00e3o do aparelho, entre as quais encontrou v\u00e1rios amino\u00e1cidos.\n\nPouco anos depois (1957), baseando-se nos\u00a0experimentos de Miller<\/strong>, Sidney Fox, tamb\u00e9m norte-americano, aqueceu uma mistura seca de amino\u00e1cidos.\n\nFox partiu da suposi\u00e7\u00e3o de que os compostos org\u00e2nicos ca\u00eddos com as chuvas formavam massas secas sobre as rochas quentes, ap\u00f3s a evapora\u00e7\u00e3o da \u00e1gua.\n\nAo final de sua experi\u00eancia constatou a presen\u00e7a de protein\u00f3ides (mol\u00e9culas de natureza prot\u00e9ica constitu\u00eddas por alguns poucos amino\u00e1cidos), numa evid\u00eancia de que os amino\u00e1cidos teriam se unido atrav\u00e9s de liga\u00e7\u00f5es pept\u00eddica, numa s\u00edntese por desidrata\u00e7\u00e3o.\n\nMelvin Calvin, outro cientista norte-americano, realizou experi\u00eancias semelhantes \u00e0 de Miller, bombardeando os gases primitivos com radia\u00e7\u00f5es altamente energ\u00e9ticas e obteve, entre outros, compostos org\u00e2nicos do tipo carboidrato.\n\nTodas essas experi\u00eancias demonstraram a possibilidade da forma\u00e7\u00e3o de compostos org\u00e2nicos antes do surgimentos de vida na Terra.\n\nIsso veio favorecer a hip\u00f3tese heterotr\u00f3fica, uma vez que a exist\u00eancia pr\u00e9via de mat\u00e9ria org\u00e2nica \u00e9 um requisito b\u00e1sico n\u00e3o s\u00f3 para a alimenta\u00e7\u00e3o dos primeiros heter\u00f3trofos, como tamb\u00e9m para sua pr\u00f3pria forma\u00e7\u00e3o.\n\nExperimentos de Miller – Origem da vida<\/strong>\n\nNa d\u00e9cada de 1950, os cientistas foram em persegui\u00e7\u00e3o da origem da vida.\n\nEm todo o mundo, a comunidade cient\u00edfica estava examinando o tipo de ambiente que seria necess\u00e1rio para permitir o in\u00edcio da vida.\n\nEm 1953, Stanley L. Miller e Harold Urey C., trabalhando na Universidade de Chicago, realizaram uma experi\u00eancia que iria mudar a abordagem de investiga\u00e7\u00e3o cient\u00edfica sobre a origem da vida.\n\nExperimento de Miller:<\/strong>\u00a0elaborou um aparelho que simulava as condi\u00e7\u00f5es primitivas do planeta; comprovando o surgimento espont\u00e2neo de compostos org\u00e2nicos a partir da mistura de gases proposta por Oparin.\n\nHip\u00f3tese Heterotr\u00f3fica:\u00a0<\/strong>Acreditava que os primeiros organismos eram estruturalmente muito simples, e \u00e9 de se supor que as rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas em suas c\u00e9lulas tamb\u00e9m o fossem. Eles viviam em uma ambiente aqu\u00e1tico, rico em subst\u00e2ncias nutritivas, mas n\u00e3o havia oxig\u00eanio na atmosfera, nem dissolvido na \u00e1gua dos mares.\n\nNessas condi\u00e7\u00f5es, \u00e9 poss\u00edvel supor que, tendo alimento abundante ao seu redor, esses primeiros seres teriam utilizado esse alimento j\u00e1 pronto como fonte de energia e mat\u00e9ria prima.\n\nHip\u00f3tese Autotr\u00f3fica:<\/strong>\u00a0tende a substituir a Hip\u00f3tese Heterotr\u00f3fica.\n\nA principal evid\u00eancia a favor dessa hip\u00f3tese foi a descoberta das bact\u00e9rias quimiolitoautotr\u00f3ficas que utilizam a energia liberada por rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas entre componentes inorg\u00e2nicos da crosta terrestre para fabricar suas pr\u00f3prias subst\u00e2ncias alimentares.\n\nQU\u00cdMICA DA VIDA NA TERRA<\/strong>\n\nAntigamente, acreditava-se que as bact\u00e9rias nasciam espontaneamente de seres n\u00e3o vivos, o que mais tarde foi provado ser errado por Pasteur com a sua famosa experi\u00eancia com uma retorta.\n\nIronicamente hoje compreendemos que a primeira vida na Terra foi na realidade originada em ambientes abi\u00f3ticos. De fato, mol\u00e9culas org\u00e2nicas foram geradas com sucesso de elementos abi\u00f3ticos pelos cientista Miller e Urey.\n\nA evolu\u00e7\u00e3o da vida qu\u00edmica abi\u00f3tica segue quatro etapas principais:<\/strong>\n
1.\u00a0<\/strong>A s\u00edntese abi\u00f3tica e acumula\u00e7\u00e3o de mol\u00e9culas org\u00e2nicas ou mon\u00f4meros como os amino\u00e1cidos e nucle\u00f3tidos.\n2.<\/strong>\u00a0A jun\u00e7\u00e3o de mon\u00f4meros em pol\u00edmeros \u00edncluindo prote\u00ednas e \u00e1cidos nucleicos.\n3<\/strong>. A agrega\u00e7\u00e3o de mol\u00e9culas produzidas abioticamente em dropletos, protobiontes que tinham caracter\u00edstica qu\u00edmicas diferentes do seu meio.\n4<\/strong>. Origem da hereditariedade.<\/blockquote>\nPara compreender como ocorreu esta cria\u00e7\u00e3o de vida a partir de material abi\u00f3tico temos de considerar duas id\u00e9ias muito importantes:<\/strong>\n\n1.\u00a0<\/strong>A extens\u00e3o da id\u00e9ia de sele\u00e7\u00e3o natural para n\u00edvel qu\u00edmico.\n\n2. A compreens\u00e3o de que o estado do mundo primitivo quanto a vida primitiva apareceu devia ser muito diferente do presente:<\/strong>\n
a) Atmosfera n\u00e3o oxidante:\u00a0<\/strong>o presente n\u00edvel de oxig\u00eanio que se come\u00e7ou a acumular h\u00e1 cerca de dois bilh\u00f5es anos atr\u00e1s com a presen\u00e7a de cianobact\u00e9rias, deveria ter sido mortal para o organismo primitivo.\nb)<\/strong>\u00a0Recursos abundantes produzidos n\u00e3o biologicamente.\nc)<\/strong>\u00a0Uma grande escala de tempo muito elevada.<\/blockquote>\n

\"Experimentos\nExplos\u00e3o Molecular<\/strong><\/p>\n

\"Experimentos\nDNA<\/strong><\/p>\nA experi\u00eancia de Miller:\u00a0<\/strong>s\u00edntese abi\u00f3tica de mol\u00e9culas org\u00e2nicas\n\nJ\u00e1 na primeira metade deste s\u00e9culo foram realizados algumas tentativas de simula\u00e7\u00e3o laboratorial do ambiente da terra primitiva, todavia os resultados n\u00e3o foram em geral encorajadores.\n\nEm princ\u00edpios da d\u00e9cada de cinquenta, Harold Urey, que estudava ent\u00e3o as atmosferas redutoras, estava tamb\u00e9m fortemente convencido, tal como Oparin, de que a atmosfera gasosa terrestre primitiva era fortemente redutora e continha essencialmente metano, hidrog\u00eanio, amon\u00edaco e vapor de \u00e1gua.\n\nFoi a partir desta mistura que Stanley Miller, ent\u00e3o joven colaborador, montou um dispositivo id\u00eantico ao representado na figura ao lado e simulou nele algumas condi\u00e7\u00f5es que se admitia, segundo o modelo de Oparin-Haldane, terem existido na atmosfera primitiva.\n\nMiller, com a mistura de metano, amon\u00edaco, vapor de \u00e1gua e hidrog\u00e9nio que preparou, simulava a atmosfera primitiva terrestre submetendo-a a descargas el\u00e9ctricas de alta vontagem.\n\nA ideia b\u00e1sica desta experi\u00eancia era fornecer energia a essa mistura gasosa e verificar se se produziam mol\u00e9culas org\u00e2nicas.\n\nOs gases, depois de terem sido submetidos a descargas el\u00e9ctricas na ampola, passam ao longo de um condensador onde eram refrigerados, formando-se uma solu\u00e7\u00e3o na qual s\u00e3o poss\u00edveis outras rea\u00e7\u00f5es.\n\nComo algumas fontes de energia tendem a destruir as mol\u00e9culas formadas, os investigadores, fazendo circular os gases, retiram as mol\u00e9culas produzidas da fonte de energia, evitando assim a sua destrui\u00e7\u00e3o.\n\nDepois de uma s\u00e9rie de descargas el\u00e9ctricas, o l\u00edquido, inicialmente incolor, passou a um castanho-alaranjado, o que mostra que possivelmente novas mol\u00e9culas se haviam formado.\n\nMiller, empregando uma t\u00e9cnica anal\u00edtica de cromatografia em papel, analisou a composi\u00e7\u00e3o da mistura verificando que se tinha produzido grande n\u00famero de compostos org\u00e2nicos, entre as quais v\u00e1rios amino\u00e1cidos e outros mol\u00e9culas b\u00e1sicas da vida.\n\nAlgumas pistas moleculares da origem da vida na terra:<\/strong>\n

As mol\u00e9culas de organismos vivos s\u00e3o ricas em compostos de hidrog\u00eanio e carbono. Isto sugere que existia pouco ou nenhum oxig\u00eanio molecular na Terra primitiva.\n\nTodos os amino\u00e1cidos existem tanto no estado destr\u00f3gino e no estado lev\u00f3gino. Contudo s\u00f3 20 amino\u00e1cidos da variedade lev\u00f3gino s\u00e3o usados pelos organismos vivos em prote\u00ednas. Tal sugere que houve uma \u00fanica origem da vida.\n\nDNA e RNA s\u00e3o a base universal de todas as formas de vida da terra.\n\nEm qualquer c\u00e9lula, os primeiros passos do metabolismo de carbohidratos sugere uma mesma origem.<\/blockquote>\nConduzindo Experimentos Miller-Urey<\/strong>\n\nA natureza das\u00a0origens da vida na Terra<\/strong>\u00a0continua sendo uma das quest\u00f5es cient\u00edficas mais inescrut\u00e1veis.\n\nNa d\u00e9cada de 1920, o bi\u00f3logo russo Alexander Oparin e o bi\u00f3logo evolucionista brit\u00e2nico e geneticista John Haldane propuseram o conceito de uma “sopa primordial”, descrevendo os oceanos terrestres primitivos contendo compostos org\u00e2nicos que podem ter facilitado a evolu\u00e7\u00e3o qu\u00edmica.\n\nNo entanto, s\u00f3 na d\u00e9cada de 1950 os qu\u00edmicos come\u00e7aram a conduzir estudos de laborat\u00f3rio deliberados com o objetivo de compreender como as mol\u00e9culas org\u00e2nicas poderiam ter sido sintetizadas a partir de materiais iniciais simples na Terra primitiva.\n\nUm dos primeiros relatos com esse fim foi a s\u00edntese de \u00e1cido f\u00f3rmico a partir da irradia\u00e7\u00e3o de solu\u00e7\u00f5es aquosas de CO2<\/sub>\u00a0em 1951.\n\nEm 1952, Stanley Miller, ent\u00e3o estudante graduado na Universidade de Chicago, abordou Harold Urey sobre fazer um experimento para avaliar a possibilidade de que compostos org\u00e2nicos importantes para a origem da vida pudessem ter sido formados abiologicamente na Terra primitiva.\n\nO experimento foi conduzido usando um aparelho de vidro customizado (Figura abaixo) projetado para simular a Terra primitiva.\n\nO experimento de Miller imitou um raio pela a\u00e7\u00e3o de uma descarga el\u00e9trica em uma mistura de gases representando a atmosfera primitiva, na presen\u00e7a de um reservat\u00f3rio de \u00e1gua l\u00edquida, representando os oceanos primitivos. O aparelho tamb\u00e9m simulou evapora\u00e7\u00e3o e precipita\u00e7\u00e3o por meio de manta de aquecimento e condensador, respectivamente.\n\nDetalhes espec\u00edficos sobre o aparelho que Miller usou podem ser encontrados em outro lugar. Ap\u00f3s uma semana de fa\u00edscas, o conte\u00fado do frasco estava visivelmente transformado. A \u00e1gua ficou turva, com colora\u00e7\u00e3o avermelhada e material amarelo-acastanhado nos eletrodos. Este trabalho inovador \u00e9 considerado a primeira s\u00edntese deliberada e eficiente de biomol\u00e9culas sob condi\u00e7\u00f5es simuladas da Terra primitiva.\n

\"\"O aparelho cl\u00e1ssico usado para o experimento Miller-Urey original (A) e\no aparelho simplificado usado no protocolo descrito aqui (B)<\/strong><\/p>\nAp\u00f3s a publica\u00e7\u00e3o dos resultados do experimento cl\u00e1ssico de Miller em 1953, numerosas varia\u00e7\u00f5es do experimento de descarga de fa\u00edsca, por exemplo usando outras misturas de gases, foram realizadas para explorar a plausibilidade de produzir compostos org\u00e2nicos importantes para a vida sob uma variedade de poss\u00edveis condi\u00e7\u00f5es primitivas da Terra.\n\nPor exemplo, uma mistura de g\u00e1s CH4<\/sub>\/H2<\/sub>O\/NH3<\/sub>\/H2<\/sub>S foi testada quanto \u00e0 sua capacidade de produzir os a-amino\u00e1cidos contendo enxofre codificados, embora estes n\u00e3o tenham sido detectados.\n\nA an\u00e1lise por cromatografia gasosa-espectrometria de massa (GC-MS) de uma mistura CH4<\/sub>\/NH3<\/sub>\u00a0submetida a uma descarga el\u00e9trica mostrou a s\u00edntese de a-aminonitrilas, que s\u00e3o precursores de amino\u00e1cidos.\n\nEm 1972, usando um aparelho mais simples, introduzido pela primeira vez por Or\u00f3, Miller e colegas demonstraram a s\u00edntese de todos os a-amino\u00e1cidos codificados e amino\u00e1cidos n\u00e3o proteicos que haviam sido identificados no meteorito de Murchison at\u00e9 o momento, submetendo CH4<\/sub>, N2<\/sub>\u00a0e pequenas quantidades de NH3<\/sub>\u00a0a uma descarga el\u00e9trica.\n\nPosteriormente, usando este mesmo projeto experimental simplificado, misturas de gases contendo H2<\/sub>O, N2<\/sub>\u00a0e CH4<\/sub>, CO2<\/sub>\u00a0ou CO foram acionadas para estudar o rendimento de cianeto de hidrog\u00eanio, formalde\u00eddo e amino\u00e1cidos em fun\u00e7\u00e3o do estado de oxida\u00e7\u00e3o das esp\u00e9cies de carbono atmosf\u00e9ricas.\n\nAl\u00e9m da explora\u00e7\u00e3o de projetos experimentais alternativos ao longo dos anos, avan\u00e7os anal\u00edticos significativos ocorreram desde o experimento cl\u00e1ssico de Miller, que recentemente ajudou mais investiga\u00e7\u00f5es de sondagem de amostras experimentais de descarga el\u00e9trica arquivadas por Miller, do que teria sido facilitado pelas t\u00e9cnicas \u00e0s quais Miller teve acesso na d\u00e9cada de 1950.\n\nO experimento vulc\u00e2nico de Miller, relatado pela primeira vez em 1955, e um experimento contendo H2<\/sub>S de 1958 mostraram ter formado uma variedade maior e maior abund\u00e2ncia de numerosos amino\u00e1cidos e aminas do que o experimento cl\u00e1ssico, incluindo muitos dos quais n\u00e3o haviam sido identificados anteriormente em experimentos de descarga de fa\u00edsca.\n\nO experimento descrito neste artigo pode ser conduzido usando uma variedade de misturas de gases. Normalmente, no m\u00ednimo, tais experimentos conter\u00e3o um g\u00e1s portador de C, um g\u00e1s portador de N e \u00e1gua.\n\nCom algum planejamento, quase qualquer mistura de gases pode ser explorada, no entanto, \u00e9 importante considerar alguns aspectos qu\u00edmicos do sistema.\n\nPor exemplo, o pH da fase aquosa pode ter um impacto significativo na qu\u00edmica que ocorre l\u00e1.\n\nO m\u00e9todo descrito aqui foi adaptado para instruir os pesquisadores como conduzir experimentos de descarga de fa\u00edsca que se assemelham ao experimento\u00a0Miller-Urey<\/strong>\u00a0usando um vaso de rea\u00e7\u00e3o simplificado de 3 L, conforme descrito nas publica\u00e7\u00f5es de Miller de 1972. Uma vez que este experimento envolve um arco el\u00e9trico de alta tens\u00e3o atuando em gases inflam\u00e1veis, \u00e9 crucial remover o O2<\/sub>\u00a0do frasco de rea\u00e7\u00e3o para eliminar o risco de explos\u00e3o, que pode ocorrer durante a combust\u00e3o de gases contendo carbono reduzido, como metano ou mon\u00f3xido de carbono, ou rea\u00e7\u00e3o de H2<\/sub>\u00a0com oxig\u00eanio.\n\nH\u00e1 detalhes adicionais que devem ser mantidos em mente ao se preparar para conduzir o experimento discutido aqui.\n\nPrimeiro, sempre que trabalhar com linhas de v\u00e1cuo de vidro e gases pressurizados, existe o perigo inerente de implos\u00e3o e sobrepress\u00e3o. Portanto, \u00f3culos de seguran\u00e7a devem ser usados o tempo todo.\n\nEm segundo lugar, o experimento \u00e9 normalmente conduzido a menos que a press\u00e3o atmosf\u00e9rica.\n\nIsso minimiza o risco de sobrepress\u00e3o do coletor e do frasco de rea\u00e7\u00e3o. A vidraria pode ser avaliada na press\u00e3o atmosf\u00e9rica ou acima dela; no entanto, press\u00f5es acima de 1 atm n\u00e3o s\u00e3o recomendadas.\n\nAs press\u00f5es podem aumentar nesses experimentos \u00e0 medida que o H2<\/sub>\u00a0insol\u00favel em \u00e1gua \u00e9 liberado de gases reduzidos (como CH4<\/sub>\u00a0e NH3<\/sub>).\n\nA sobrepress\u00e3o pode levar ao vazamento do selo, o que pode permitir que o O2<\/sub>\u00a0atmosf\u00e9rico entre no frasco de rea\u00e7\u00e3o, tornando poss\u00edvel induzir a combust\u00e3o, resultando em uma explos\u00e3o.\n\nTerceiro, deve-se ter em mente que a modifica\u00e7\u00e3o deste protocolo para conduzir varia\u00e7\u00f5es do experimento requer um planejamento cuidadoso para garantir que n\u00e3o sejam criadas condi\u00e7\u00f5es inseguras.\n\nQuarto, \u00e9 altamente recomend\u00e1vel que o pesquisador em potencial leia todo o protocolo cuidadosamente v\u00e1rias vezes antes de tentar este experimento para ter certeza de que est\u00e1 familiarizado com as armadilhas em potencial e que todo o hardware necess\u00e1rio est\u00e1 dispon\u00edvel e no lugar.\n\nPor \u00faltimo, a realiza\u00e7\u00e3o de experimentos envolvendo gases combust\u00edveis exige conformidade com as diretrizes do departamento de Sa\u00fade e Seguran\u00e7a Ambiental da institui\u00e7\u00e3o anfitri\u00e3 do experimentador.\n\nObserve essas recomenda\u00e7\u00f5es antes de prosseguir com os experimentos.\n\nTodas as etapas detalhadas no protocolo aqui est\u00e3o em conformidade com as diretrizes institucionais de sa\u00fade e seguran\u00e7a ambientais dos autores.\n\nFonte:<\/strong>\u00a0origemdavida.vpg.com.br\/www.biomania.com\/www.if.ufrj.br\/www.ncbi.nlm.nih.gov\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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