Коацервовані характеристики, зв'язок із походженням життя

The коацервати вони організовані групи білків, вуглеводів та інших матеріалів в розчині. Термін coacervado походить від латинського coacervare і це означає "кластер". Ці молекулярні групи мають деякі властивості клітин; У зв'язку з цим російський вчений Олександр Опарін припустив, що коацервати давали початок цим.

Опарін припустив, що в примітивних морях, ймовірно, існували відповідні умови для утворення цих структур, з групування пухких органічних молекул. Тобто в основному коацервати вважаються передклітинною моделлю.

Ці коацервати могли б поглинати інші молекули, рости і розвивати більш складні внутрішні структури, подібні до клітин. Пізніше експеримент вчених Міллера і Урі дозволив відтворити умови первісної Землі і утворення коацерватов.

Індекс

• 1 Характеристики
• 2 Відносини з походженням життя
  • 2.1 Дія ферментів
• 3 Теорія коацерватів
  • 3.1 Ферменти та глюкоза
• 4 Програми
  • 4.1 "Зелені" методи
• 5 Посилання

Особливості

- Вони генеруються шляхом угруповання різних молекул (молекулярний рій).

- Це організовані високомолекулярні системи.

- Вони мають здатність самостійно відокремлюватися від розчину там, де вони знаходяться, утворюючи, таким чином, окремі краплі.

- Вони можуть поглинати органічні сполуки всередині.

- Вони можуть підвищити свою вагу і обсяг.

- Вони здатні збільшити свою внутрішню складність.

- Вони мають ізолюючий шар і можуть самостійно зберігатися.

Відносини з походженням життя

У 1920-х роках біохімік Олександр Опарін і англійський вчений Дж. Б. С. Халдейн самостійно встановили подібні уявлення про умови, необхідні для виникнення життя на Землі..

Обидва припустили, що органічні молекули можуть утворюватися з абіогенних матеріалів в присутності зовнішнього джерела енергії, такого як ультрафіолетове випромінювання..

Інша його пропозиція полягала в тому, що примітивна атмосфера мала знижуючі властивості: дуже мало вільного кисню. Крім того, вони припускали, що в ньому міститься аміак і водяна пара серед інших газів.

Вони підозрювали, що перші форми життя з'явилися в океані, теплі і примітивні, і що вони гетеротрофні (вони отримали попередньо сформовані поживні речовини з сполук, що існують у примітивній Землі) замість того, щоб бути автотрофними (генеруючи їжу і поживні речовини від сонячного світла). або неорганічні матеріали).

Опарін вважав, що утворення коацерватів сприяло утворенню інших більш складних сферичних агрегатів, які були пов'язані з молекулами ліпідів, що дозволило їм утримуватися разом електростатичними силами, і які могли бути попередниками клітин..

Дія ферментів

Робота коацерватів Опаріна підтвердила, що ферменти, необхідні для біохімічних реакцій метаболізму, функціонували більше, коли вони містилися в мембранно-зв'язаних сферах, ніж коли вони були вільними у водних розчинах..

Халдейн, який не був знайомий з коацерватами Опаріна, вважав, що прості органічні молекули утворюються першими і що, за наявності ультрафіолетового світла, вони стають все більш складними, що призводить до появи перших клітин.

Ідеї ​​Халдейн і Опаріна лягли в основу багатьох досліджень з абіогенезу, походження життя з безживих речовин, що відбувався в останні десятиліття..

Теорія коацерватів

Теорія коацерватів є теорією, яку висловив біохімік Олександр Опарін і припускає, що походження життя передувало утворенню змішаних колоїдних одиниць, званих коацерватами..

Коацервати утворюються, коли до води додаються кілька комбінацій білків і вуглеводів. Білки утворюють прикордонний шар води навколо них, що чітко відокремлюється від води, в якій вони підвішені.

Ці коацервати вивчалися Опаріном, який виявив, що за певних умов коацервати можуть бути стабілізовані у воді протягом декількох тижнів, якщо їм дають метаболізм, або систему для вироблення енергії..

Ферменти і глюкоза

Для досягнення цієї мети Опарин додав до води ферменти і глюкозу (цукор). Коацерват поглинав ферменти і глюкозу, після чого ферменти змусили коацерват об'єднати глюкозу з іншими вуглеводами в коацервата..

Це призвело до збільшення розмірів коацервата. Відходи продуктів реакції глюкози виводилися з коацервата.

Після того, як коацерват став досить великим, він почав спонтанно розпадатися на більш дрібні коацервати. Якщо структури, отримані від коацервати, отримали ферменти або змогли створити свої власні ферменти, вони могли б продовжувати рости і розвиватися.

Згодом подальша робота американських біохіміків Стенлі Міллера і Гарольда Юрі показала, що такі органічні матеріали можуть утворюватися з неорганічних речовин у модельованих умовах ранньої Землі..

З їхнім важливим експериментом вони змогли продемонструвати синтез амінокислот (фундаментальних елементів білків), пропускаючи іскру через суміш простих газів у замкнутій системі..

Програми

В даний час коацервати є дуже важливим інструментом для хімічної промисловості. У багатьох хімічних процедурах необхідний аналіз сполук; Це крок, який не завжди простий і, крім того, дуже важливий.

З цієї причини дослідники постійно працюють над розробкою нових ідей для поліпшення цього вирішального етапу в підготовці зразків. Завданням цього є поліпшення якості зразків перед проведенням аналітичних процедур.

Існує багато методик, що використовуються в даний час для попередньої концентрації зразків, але кожна з них, крім численних переваг, також має деякі обмеження. Ці недоліки сприяють постійному розвитку нових методів видобутку, більш ефективних, ніж існуючі методи.

Ці дослідження також обумовлені нормативними актами та екологічними проблемами. Література дає підставу для висновку, що так звані "зелені методи вилучення" відіграють важливу роль у сучасних методах підготовки зразків.

"Зелені" методи

«Зелений» характер процесу екстракції може бути досягнутий шляхом зменшення споживання хімічних продуктів, таких як органічні розчинники, оскільки вони є токсичними і шкідливими для навколишнього середовища..

Процедури, що регулярно використовуються для підготовки зразків, повинні бути дружніми до навколишнього середовища, бути простими у впровадженні, мати низьку вартість та мати меншу тривалість для здійснення всього процесу.

Ці вимоги задовольняються застосуванням коацерватів при приготуванні зразків, оскільки вони є колоїдами, багатими тензоактивними агентами, а також функціонують як середовище для екстракції..

Таким чином, коацервати є перспективною альтернативою для приготування зразків, оскільки вони дозволяють концентрувати органічні сполуки, іони металів і наночастинки в різних зразках..

Список літератури

1. Евреїнова Т.Н., Мамонтова Т.В., Карнаухов В.Н., Стефанов С.Б., Хруст У.Р. (1974). Системи коацерви і походження життя. Витоки життя, 5(1-2), 201-205.
2. Fenchel, T. (2002). Походження та рання еволюція життя. Oxford University Press.
3. Helium, L. (1954). Теорія коацервации. Новий лівий огляд, 94(2), 35-43.
4. Lazcano, A. (2010). Історичний розвиток досліджень походження. Перспективи холодної весни Харбор в біології, (2), 1-8.
5. Melnyk, A., Namieśnik, J., & Wolska, L. (2015). Теорія та останні застосування методів екстракції на основі коацервата. TrAC - тенденції в аналітичній хімії, 71, 282-292.
6. Новак, В. (1974). Теорія походження життя в коацерваті в коацерваті. Походження життя і еволюційна біохімія, 355-356.
7. Novak, V. (1984). Сучасний стан теорії коацерват-в-коацервата; походження і еволюція клітинної структури. Витоки життя, 14, 513-522.
8. Опарін А. (1965). Походження життя. Dover Publications, Inc.