Koacervirane značilnosti, odnos do izvora življenja

The koacervati so organizirane skupine beljakovin, ogljikovih hidratov in drugih materialov v raztopini. Izraz coacervado prihaja iz latinščine coacervare in pomeni "grozd". Te molekularne skupine imajo nekatere lastnosti celic; Zaradi tega je ruski znanstvenik Aleksander Oparin predlagal, da so kokeratati vzrok za to.

Oparin je predlagal, da so v primitivnih morjih verjetno obstajali primerni pogoji za nastanek teh struktur, in sicer iz združevanja ohlapnih organskih molekul. To pomeni, da se v bistvu koacervati štejejo za predcelični model.

Ti koacervati bi lahko absorbirali druge molekule, rasli in razvili bolj zapletene notranje strukture, podobne celicam. Kasneje je eksperiment znanstvenikov Millerja in Ureya omogočil ponovno ustvarjanje pogojev primitivne Zemlje in nastanek koacervatov..

Indeks

• 1 Značilnosti
• 2 Odnos do izvora življenja
  • 2.1 Dejavnost encimov
• 3 Teorija koacervatov
  • 3.1 Encimi in glukoza
• 4 Aplikacije
  • 4.1 "Zelene" tehnike
• 5 Reference

Funkcije

- Nastanejo z združevanjem različnih molekul (molekularni roj).

- So organizirani makromolekularni sistemi.

- Imajo sposobnost, da se ločijo od raztopine tam, kjer so, in tako tvorijo izolirane kapljice.

- V njih lahko absorbirajo organske spojine.

- Lahko povečajo svojo težo in obseg.

- Sposobni so povečati svojo notranjo kompleksnost.

- Imajo izolacijsko plast in se lahko samozadržijo.

Razmerje do izvora življenja

V dvajsetih letih 20. stoletja so biokemiki Aleksandr Oparin in britanski znanstvenik J. B. Haldane neodvisno vzpostavili podobne ideje o pogojih, potrebnih za izvor življenja na Zemlji..

Oba sta predlagala, da se organske molekule lahko tvorijo iz abiogenih materialov v prisotnosti zunanjega vira energije, kot je ultravijolično sevanje.

Še eden od njegovih predlogov je bil, da ima primitivno ozračje redukcijske lastnosti: zelo malo prostega kisika. Poleg tega so predlagali, da je med drugimi plini vseboval amonijak in vodne pare.

Sumili so, da so se prve oblike življenja pojavile v oceanu, tople in primitivne, in da so heterotrofne (pridobivale so hranila iz spojin, ki obstajajo v primitivni Zemlji), namesto da bi bila avtotrofna (ustvarjanje hrane in hranil iz sončne svetlobe). ali anorganskih materialov).

Oparin je verjel, da je nastajanje koacervatov spodbujalo nastanek drugih bolj kompleksnih sferičnih agregatov, ki so bili povezani z lipidnimi molekulami, ki jim omogočajo, da jih zadržijo elektrostatične sile in ki bi lahko bile predhodnice celic.

Delovanje encimov

Delo opatovih koacervatov je potrdilo, da so encimi, ki so bistveni za biokemične reakcije metabolizma, delovali bolj, če so bili vsebovani v membransko vezanih sferah kot v prostih vodnih raztopinah..

Haldane, ki ni bil seznanjen z Oparinovimi coacervati, je verjel, da se najprej oblikujejo preproste organske molekule in da so v prisotnosti ultravijolične svetlobe postale vse bolj kompleksne, kar je povzročilo nastanek prvih celic..

Ideje Haldane in Oparina so bile podlaga za veliko raziskav o abiogenezi, izvoru življenja iz brezživih snovi, ki je potekala v zadnjih desetletjih..

Teorija koacervatov

Teorija koacervatov je teorija, ki jo je izrazil biokemičar Aleksander Oparin in predlaga, da je pred začetkom življenja nastala mešana koloidna enota, imenovana koacervati..

Koacervati nastajajo, ko se vodi doda več kombinacij proteinov in ogljikovih hidratov. Proteini tvorijo mejno plast vode okoli njih, ki je jasno ločena od vode, v kateri so suspendirani.

Te koacervate je raziskal Oparin, ki je odkril, da se lahko v določenih pogojih koacervati stabilizirajo v vodi tedne, če se jim da presnova, ali sistem za proizvodnjo energije..

Encimi in glukoza

Da bi to dosegli, je Oparin v vodo dodal encime in glukozo (sladkor). Coacervate je absorbiral encime in glukozo, nato pa so encimi povzročili, da je coacervate združil glukozo z drugimi ogljikovimi hidrati v koacervatu..

To je povzročilo povečanje velikosti koacervata. Odpadne produkte glukozne reakcije smo izločili iz coacervate.

Ko je koacervat postal dovolj velik, se je začel spontano prelomiti v manjše koacervate. Če so strukture, ki izhajajo iz coacervate, prejele encime ali so lahko ustvarile lastne encime, bi lahko še naprej rasle in se razvijale.

Kasnejše delo ameriških biokemikov Stanleyja Millerja in Harolda Ureyja je pokazalo, da se takšni organski materiali lahko tvorijo iz anorganskih snovi v simuliranih pogojih zgodnje Zemlje..

S svojim pomembnim eksperimentom so dokazali sintezo aminokislin (temeljnih elementov beljakovin), ki prehajajo iskro skozi zmes enostavnih plinov v zaprtem sistemu.

Aplikacije

Trenutno so coacervates zelo pomembna orodja za kemično industrijo. V mnogih kemijskih postopkih je potrebna analiza spojin; To je korak, ki ni vedno lahek, poleg tega pa je zelo pomemben.

Zato raziskovalci nenehno prizadevajo za razvoj novih idej za izboljšanje tega ključnega koraka pri pripravi vzorcev. Cilj tega je vedno izboljšati kakovost vzorcev pred izvedbo analitičnih postopkov.

Obstaja veliko tehnik, ki se trenutno uporabljajo za pred koncentracijo vzorcev, vendar ima vsaka, poleg številnih prednosti, tudi nekatere omejitve. Te pomanjkljivosti spodbujajo stalen razvoj novih tehnik pridobivanja, ki so učinkovitejši od obstoječih metod.

Te preiskave temeljijo tudi na predpisih in okoljskih vprašanjih. V literaturi je podana podlaga za sklepanje, da imajo tako imenovane "tehnike zelene ekstrakcije" ključno vlogo pri sodobnih tehnikah priprave vzorcev.

"Zelene" tehnike

"Zeleni" značaj postopka ekstrakcije je mogoče doseči z zmanjšanjem porabe kemičnih izdelkov, kot so organska topila, ker so toksična in škodljiva za okolje..

Postopki, ki se redno uporabljajo za pripravo vzorcev, morajo biti prijazni do okolja, enostavni za izvajanje, nizki stroški in krajše trajanje za izvedbo celotnega postopka..

Te zahteve so izpolnjene z uporabo koacervatov pri pripravi vzorcev, saj so to koloidi, bogati z desoaktivnimi snovmi in delujejo tudi kot ekstrakcijski medij..

Tako so koacervati obetavna alternativa za pripravo vzorcev, ker omogočajo koncentriranje organskih spojin, kovinskih ionov in nano-delcev v različnih vzorcih..

Reference

1. Evreinova, T.N., Mamontova, T.W., Karnauhov, V.N., Stephanov, S.B., & Hrust, U. R. (1974). Sistemi koacervacije in izvor življenja. Izvor življenja, 5(1-2), 201-205.
2. Fenchel, T. (2002). Izvor in zgodnja evolucija življenja. Oxford University Press.
3. Helium, L. (1954). Teorija koacervacije. Novo pregledovanje levo, 94(2), 35-43.
4. Lazcano, A. (2010). Zgodovinski razvoj izvornih raziskav. Perspektive hladnega pomladnega pristanišča v biologiji, (2), 1-8.
5. Melnyk, A., Namieśnik, J., & Wolska, L. (2015). Teorija in nedavne uporabe ekstrakcijskih tehnik na osnovi coacervate. TrAC - trendi v analitični kemiji, 71, 282-292.
6. Novak, V. (1974). Teorija koacervata v sožitju izvora življenja. Izvor življenja in evolucijska biokemija, 355-356.
7. Novak, V. (1984). Sedanje stanje teorije koacervata v koacervatu; izvor in razvoj celične strukture. Izvor življenja, 14, 513-522.
8. Oparin, A. (1965). Izvor življenja. Dover Publications, Inc..