Protobiont Formation by Self Merging

Protobiont Could Form by Merging Itself

Authors : Joan Chandra J, Alfinda Febriani, Elda Kartikasari, Samik

Abstract

This Article is written to introduce the concept of Protobiont or better known as Protocell to the reader, because while it’s an important concept in Evolutionary biology, a lot of people is still unaware of it. Protobiont is important because it has been acknowledged as one theory as to the origin of life

Content

1. What is a protobiont?

Protobiont is a self-organized, endogenously ordered, spherical collection of lipids proposed as a stepping-stone toward the origin of life. A central question in evolution is how simple protobionts first arose and how they could differ in reproductive output, thus enabling the accumulation of novel biological emergences over time, i.e. biological evolution.

2. How it can be useful?

The engineering of artificial cells like Protobiont is of huge interest to researchers in various fields. Not only can the study of these artificial cells enhance our understanding of evolutionary processes, but they have the potential to enhance drug delivery, biotechnology, and medicine. Through the study of Protobiont, a clearer image can be drawn in relation to the origin of life on Earth and the connections between abiotic and living materials can be fully elucidated.

3. How can it be produced?

Szostak and his colleagues developed the Protobiont by putting fatty acids into water.

Fatty acids have hydrophilic polar ends and hydrophobic tails and when introduced to an aqueous environment, the fatty acids take on a rounded shape with the hydrophilic tails pointing outward and the hydrophilic ends pointing inward. If a water molecule is trapped within the fatty acid, it causes instability.

To circumvent this issue, a lipid bilayer is formed with hydrophobic polar ends facing both inward and outward and hydrophilic tails sandwiched between the polarised ends.

While DNA and RNA are unable to pass through the bilayer of Protobiont, nucleic acids can. They can also replicate within the structure.

There are two main methods by which artificial cells can be produced; the top-down method and the bottom-up method.

• -       The top-down approach

The top-down approach creates artificial cells through the simplification of a cell’s genomic information. The removal of genes forms a minimal cell that has enough genomic material within it to enable self-maintenance and reproduction. Minimal cells present the opportunity to insert new genes into cells and modify them for purpose.

• -       The bottom-up approach

The bottom-up approach presents more challenges than the top-down approach. Rather than stripping cells of genes, the method produces artificial cells from its molecular constituents. In spite of this, the bottom-up approach more closely resembles how cells were created at the initial stages of life on Earth.

Reference

Nasrudin, Harun  dan  Soetjipto. 2012. Sains Dasar. Surabaya: Unesa University Press.

Aqib Zainul. 2013. Ilmu Alamiah Dasar. Bandung : Penerbit Yrama Widya

Hidayat, Bahril. 2004. Ilmu Alamiah Dasar.

Ati Harmoni. Pengantar Ilmu Alamiah Dasar. Penerbit Gunadarma

Jasin Maskoeri, 2009, “Ilmu Alamiah Dasar”, Jakarta : PT Raja Grafindo Persada.

Protobion dapat terbentuk dengan penggabungan sendiri

Authors : Joan Chandra J, Alfinda Febriani, Elda Kartikasari, Samik

Abstrak

Artikel ini ditulis untuk memperkenalkan konsep Protobiont atau yang lebih dikenal sebagai Protocell kepada pembaca, karena meskipun Protobriont adalah konsep yang penting dalam Biologi Evolusi, kebanyakan orang masih tidak mengenalinya. Protobiont adalah konsep yang penting karena telah diakui sebagai salah satu teori asal mula kehidupan.

Isi

1. Apa itu protobiont?

Protobiont adalah kumpulan lipid bulat yang diorganisir sendiri, diurutkan oleh endogen, dan diusulkan sebagai batu loncatan menuju asal usul kehidupan. Sebuah pertanyaan sentral dalam evolusi adalah bagaimana protobionts pertama kali muncul dan bagaimana mereka dapat berbeda dalam output reproduksi, sehingga memungkinkan akumulasi dari munculnya biologis baru seiring waktu, yaitu evolusi biologis.

2. Bagaimana Protobiont dapat berguna?

Rekayasa sel buatan seperti Protobiont sangat menarik bagi para peneliti di berbagai bidang. Tidak hanya karena mempelajari sel-sel buatan ini dapat meningkatkan pemahaman kita tentang proses evolusi, tetapi mereka memiliki potensi untuk meningkatkan pengiriman obat, bioteknologi, dan obat-obatan. Melalui studi Protobiont, gambar yang lebih jelas dapat diambil sehubungan dengan asal usul kehidupan di Bumi dan hubungan antara bahan abiotik dan makhluk hidup dapat dijelaskan sepenuhnya.

3. Bagaimana bisa diproduksi?

Szostak dan rekan-rekannya mengembangkan Protobiont dengan memasukkan asam lemak ke dalam air.

Asam lemak memiliki ujung hidrofilik kutub dan ekor hidrofobik dan ketika diperkenalkan ke lingkungan berair, asam lemak mengambil bentuk bulat dengan ekor hidrofilik mengarah ke luar dan ujung hidrofilik mengarah ke dalam. Jika molekul air terperangkap di dalam asam lemak, itu menyebabkan ketidakstabilan.

Untuk menghindari masalah ini, lipid bilayer dibentuk dengan ujung kutub hidrofobik menghadap ke dalam dan ke luar dan ekor hidrofilik terjepit di antara ujung terpolarisasi.

DNA dan RNA tidak dapat melewati lapisan ganda Protobiont, asam nukleat bisa. Mereka juga dapat mereplikasi dalam struktur.

Ada dua metode utama dimana sel buatan dapat diproduksi; metode top-down dan metode bottom-up.

• Pendekatan top-down

Pendekatan top-down menciptakan sel buatan melalui penyederhanaan informasi genom sel. Penghapusan gen membentuk sel minimal yang memiliki bahan genom yang cukup di dalamnya untuk memungkinkan pemeliharaan dan reproduksi sendiri. Sel minimal menghadirkan peluang untuk memasukkan gen baru ke dalam sel dan memodifikasinya untuk tujuan tertentu.

• Pendekatan bottom-up

Pendekatan bottom-up menghadirkan lebih banyak tantangan daripada pendekatan top-down. Alih-alih melepaskan sel gen, metode ini menghasilkan sel buatan dari konstituen molekulernya. Meskipun demikian, pendekatan dari bawah ke atas lebih menyerupai bagaimana sel diciptakan pada tahap awal kehidupan di Bumi.

Referensi

Nasrudin, Harun  dan  Soetjipto. 2012. Sains Dasar. Surabaya: Unesa University Press.

Aqib Zainul. 2013. Ilmu Alamiah Dasar. Bandung : Penerbit Yrama Widya

Hidayat, Bahril. 2004. Ilmu Alamiah Dasar.

Ati Harmoni. Pengantar Ilmu Alamiah Dasar. Penerbit Gunadarma

Jasin Maskoeri, 2009, “Ilmu Alamiah Dasar”, Jakarta : PT Raja Grafindo Persada.