Коацервирани характеристики, връзка с произхода на живота

на коацервати те са организирани групи от протеини, въглехидрати и други материали в разтвор. Терминът coacervado идва от латински coacervare и означава "клъстер". Тези молекулни групи имат някои свойства на клетките; Поради това руският учен Александър Опарин предположи, че коацерватите са ги породили.

Опарин предполага, че в примитивните морета вероятно съществуват подходящи условия за формирането на тези структури, от групирането на насипни органични молекули. Това означава, че основно коацерватите се считат за прецелуларен модел.

Тези коацервати ще имат способността да абсорбират други молекули, да растат и да развиват по-сложни вътрешни структури, подобни на клетките. По-късно експериментът на учените Милър и Ури позволил да пресъздадат условията на примитивната Земя и образуването на коацерватите..

индекс

• 1 Характеристики
• 2 Връзка с произхода на живота
  • 2.1 Действие на ензими
• 3 Теория на коацерватите
  • 3.1 Ензими и глюкоза
• 4 Приложения
  • 4.1 "Зелени" техники
• 5 Препратки

функции

- Те се генерират чрез групиране на различни молекули (молекулярни рояци).

- Те са организирани макромолекулни системи.

- Те имат способността да се самоотделят от разтвора там, където са, като по този начин образуват изолирани капки.

- Те могат да абсорбират органични съединения вътре.

- Те могат да увеличат теглото си и обема си.

- Те са способни да увеличат своята вътрешна сложност.

- Те имат изолационен слой и могат да се самозащитят.

Връзка с произхода на живота

През 20-те години на миналия век биохимикът Александър Опарин и британският учен Дж. Б. Халдейн самостоятелно установяват подобни идеи за условията, необходими за произхода на живота на Земята..

И двамата предполагат, че органичните молекули могат да се образуват от абиогенни материали в присъствието на външен енергиен източник, като ултравиолетово излъчване..

Друг от неговите предложения беше, че примитивната атмосфера имаше редуциращи свойства: много малко количество свободен кислород. В допълнение, те предполагат, че той съдържа амоняк и водни пари, наред с други газове.

Те подозират, че първите форми на живот се появяват в океана, топли и примитивни, и че те са хетеротрофни (те получават предварително оформени хранителни вещества от съединенията, съществуващи в примитивната Земя), вместо да бъдат автотрофни (генериране на храна и хранителни вещества от слънчевата светлина) или неорганични материали).

Опарин вярва, че образуването на коацервати спомага за формирането на други по-сложни сферични агрегати, които са свързани с липидни молекули, които им позволяват да се държат заедно чрез електростатични сили и които биха могли да бъдат прекурсори на клетките..

Действие на ензими

Работата на коацерватите на Опарин потвърди, че ензимите, които са от съществено значение за биохимичните реакции на метаболизма, функционират повече, когато се съдържат в мембранно свързани сфери, отколкото когато са свободни във водни разтвори..

Халдейн, който не беше запознат с коацерватите на Опарин, вярваше, че първите се образуват прости органични молекули и че при наличието на ултравиолетова светлина те стават все по-сложни, което води до появата на първите клетки..

Идеите на Халдейн и Опарин формират основата на голяма част от изследванията на абиогенезата, произхода на живота от безжизнените вещества, които се случиха през последните десетилетия..

Теория на коацерватите

Теорията на коацерватите е теория, изразена от биохимик Александър Опарин и предполага, че произходът на живота е предшестван от образуването на смесени колоидни единици, наречени коацервати..

Коацерватите се образуват, когато няколко комбинации от протеини и въглехидрати се добавят към водата. Протеините образуват граничен слой вода около тях, който е ясно отделен от водата, в която са суспендирани.

Тези коацервати са проучени от Oparin, който е открил, че при определени условия коацерватите могат да се стабилизират във вода в продължение на седмици, ако им се дава метаболизъм, или система за производство на енергия..

Ензими и глюкоза

За да постигне това, Oparin добавя ензими и глюкоза (захар) към водата. Коацервата абсорбира ензими и глюкоза, след което ензимите причиняват коацервата да комбинира глюкозата с други въглехидрати в коацервата..

Това накара коацервата да се увеличи в размер. Отпадъчните продукти от глюкозната реакция бяха изхвърлени от коацервата.

След като коацервата стана достатъчно голяма, тя започва да спонтанно се разпада на по-малки коацервати. Ако структурите, получени от коацервата, получават ензимите или са в състояние да създават свои собствени ензими, те могат да продължат да растат и да се развиват.

Впоследствие последващата работа на американските биохимици Стенли Милър и Харолд Ури показа, че такива органични материали могат да се образуват от неорганични вещества при симулирани условия на ранната Земя..

С техния важен експеримент те успяха да демонстрират синтеза на аминокиселини (фундаменталните елементи на протеините), преминавайки през искра през смес от прости газове в затворена система.

приложения

В момента коацерватите са много важни инструменти за химическата промишленост. В много химични процедури се изисква анализ на съединения; Това е стъпка, която не винаги е лесна и освен това е много важна.

Поради тази причина изследователите непрекъснато работят за разработване на нови идеи за подобряване на тази важна стъпка в подготовката на пробите. Целта им винаги е да се подобри качеството на пробите преди извършване на аналитичните процедури.

В момента се използват много техники за предварителна концентрация на проби, но всяка от тях, освен многобройните предимства, също има някои ограничения. Тези недостатъци насърчават непрекъснатото разработване на нови техники за добив, които са по-ефективни от съществуващите методи.

Тези разследвания се ръководят и от регламенти и екологични проблеми. Литературата дава основата за заключението, че така наречените "зелени техники за извличане" играят жизненоважна роля в съвременните техники за подготовка на проби.

"Зелени" техники

"Зеленият" характер на процеса на екстракция може да бъде постигнат чрез намаляване на потреблението на химически продукти, като органични разтворители, тъй като те са токсични и вредни за околната среда..

Процедурите, използвани рутинно за подготовка на пробите, трябва да бъдат приятелски настроени към околната среда, да бъдат лесни за прилагане, да имат ниска цена и да имат по-кратък срок на изпълнение на целия процес..

Тези изисквания са изпълнени чрез прилагане на коацервати при получаването на проби, тъй като те са колоиди, богати на десо-активни агенти и също функционират като екстракционна среда..

По този начин коацерватите са обещаваща алтернатива за приготвяне на проби, тъй като позволяват концентриране на органични съединения, метални йони и наночастици в различни проби..

препратки

1. Evreinova, T.N., Mamontova, T.W., Karnauhov, V.N., Stephanov, S.B., & Hrust, U. R. (1974). Коацервиращи системи и произход на живота. Произход на живота, 5(1-2), 201-205.
2. Fenchel, T. (2002). Произход и ранна еволюция на живота. Oxford University Press.
3. Helium, L. (1954). Теория на коацервацията. New Left Review, 94(2), 35-43.
4. Lazcano, A. (2010). Историческо развитие на изходните изследвания. Студената пролетна пристанищна перспектива в биологията, (2), 1-8.
5. Melnyk, A., Namieśnik, J., & Wolska, L. (2015). Теория и последни приложения на техники за екстракция, базирани на коацерват. TrAC - Тенденции в аналитичната химия, 71, 282-292.
6. Novak, V. (1974). Теорията за произхода на живота на Коацервата в Коацервата. Произходът на живота и еволюционната биохимия, 355-356.
7. Novak, V. (1984). Състояние на теорията за coacervate-in-coacervate; произход и еволюция на клетъчната структура. Произход на живота, 14, 513-522.
8. Опарин, А. (1965). Произходът на живота. Dover Publications, Inc..