Dokument: The abiotic pattern of biotic CO2 fixation

Titel:	The abiotic pattern of biotic CO2 fixation
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=52421
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20200310-110546-4
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Preiner, Martina [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 52,00 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 28.02.2020 / geändert 28.02.2020
Beitragende:	Prof. Dr. Martin, William [Gutachter] Prof. Dr. Schmitt, Michael [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Life as we know it here on Earth manifests itself in countless forms, but all of them share three fundamental properties: i) They harness energy from their environment to fuel chemical reactions. ii) These chemical reactions primarily involve carbon-based molecules. iii) Catalysts accelerate the chemical reactions, thus even making them relevant for life. But how and where did these catalysed reactions begin to run their course? The central molecules of life must have had a tendency to form spontaneously on early Earth and organize towards higher complexity, a process that was driven by the environmental conditions our planet offered when life arose 4 billion years ago. At and before the beginning of life, the fundamental properties listed above probably played a pivotal role, thus the conditions on early Earth had to include an energy source, a carbon source and access to catalysts. All three can be found in certain geochemical (‘serpentinizing’) systems: chemical energy in the form of hydrogen (H2), a carbon source in the form of carbon dioxide (CO2), and transition metals bearing minerals that can act as catalysts for the reaction between H2 and CO2. Some anaerobic prokaryotes also use these two gasses—employing transition metals bearing enzymes—to sustain their metabolic need for complex organic molecules. In this thesis, the parallels between abiotic geochemical CO2 fixation and biotic processes observed in cells are examined. The aim is to find a transition point (or points) from geo- to biochemistry at the origin of life. Das Leben, so wie wir es hier auf der Erde kennen, nimmt unzählige Formen an, aber alle teilen sich folgende Eigenschaften: i) Sie nutzen die Energie ihrer Umwelt um chemische Reaktionen anzutreiben. ii) An diesen chemischen Reaktionen sind maßgeblich Moleküle auf Kohlenstoffbasis beteiligt. iii) Katalysatoren beschleunigen die chemischen Reaktionen und machen diese dadurch erst relevant für das Leben. Doch wie und wo haben diese katalysierten Reaktionen ihren Lauf genommen? Die zentralen Moleküle des Lebens müssen sich auf der frühen Erde spontan geformt und zu komplexeren Systemen organisiert haben. Dieser Prozess wurde von den Umweltbedingungen angetrieben, die unser Planet vor 4 Milliarden Jahren zu bieten hatte, also dem Zeitpunkt, an dem das Leben nachweislich entstand. Dabei werden die genannten zentralen Eigenschaften des Lebens wahrscheinlich schon eine entscheidende Rolle zu oder sogar vor Beginn des Lebens gespielt haben. Die Konditionen auf der jungen Erden mussten dementsprechend eine Energiequelle, eine Kohlenstoffquelle und Zugang zu Katalysatoren umfassen. All das lässt sich in bestimmten geochemischen („serpentinisierenden“) Systemen finden: chemische Energie in Form von Wasserstoff (H2), eine Kohlenstoffquelle in Form von Kohlenstoffdioxid (CO2) und Übergangsmetall-haltige Mineralien, die als Katalysatoren für die Reaktion zwischen H2 und CO2 fungieren können. Auch einige anaerobe Prokaryoten nutzen diese beiden Gase um mithilfe von Übergangsmetall-haltigen Enzymen komplexe organische Moleküle in ihren Stoffwechsel zu bringen. In dieser Arbeit werden die Parallelen zwischen der abiotischen geochemischen CO2-Fixierung und den entsprechenden biotischen Prozessen, die man in lebenden Zellen findet, untersucht. Das Ziel ist es, einen Übergangspunkt (oder Übergangspunkte) von Geo- zu Biochemie am Ursprung des Lebens zu finden.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	10.03.2020
Dateien geändert am:	10.03.2020
Promotionsantrag am:	12.12.2019
Datum der Promotion:	28.01.2020