Coacervated karakterisztika, kapcsolat az élet eredetével

az koacervátumok a fehérjék, szénhidrátok és más anyagok szervezett csoportjai. A coacervado kifejezés latinból származik coacervare és ez a "klaszter". Ezeknek a molekuláris csoportoknak a sejtek bizonyos tulajdonságai vannak; Emiatt az orosz tudós, Aleksander Oparin azt javasolta, hogy ezek a koacervátumok jöjjenek létre.

Oparin azt javasolta, hogy a primitív tengerekben valószínűleg léteznek megfelelő feltételek ezeknek a struktúráknak a kialakulásához, a laza szerves molekulák csoportosításától. Ez azt jelenti, hogy a koacervátumok lényegében precelluláris modellnek tekintendők.

Ezek a koacervátumok képesek más molekulák felszívására, a sejtekhez hasonlóan bonyolultabb belső szerkezetek kialakítására és fejlesztésére. Később Miller és Urey tudósok kísérlete lehetővé tette, hogy újjáépítsék a primitív Föld körülményeit és a koacervátumok kialakulását.

index

• 1 Jellemzők
• 2 Kapcsolat az élet eredetével
  • 2.1 Az enzimek működése
• 3 A koacervátumok elmélete
  • 3.1 Enzimek és glükóz
• 4 Alkalmazások
  • 4.1 "Zöld" technikák
• 5 Referenciák

jellemzői

- Ezeket különböző molekulák csoportosításával (molekuláris rajzás) generálják.

- Ezek szervezett makromolekuláris rendszerek.

- Képesek önállóan elkülönülni a megoldástól, ahol vannak, így izolált cseppeket képeznek.

- Ezek belsejében felszívhatják a szerves vegyületeket.

- Ezek növelhetik súlyukat és térfogatukat.

- Képesek növelni belső bonyolultságukat.

- Szigetelőréteggel rendelkeznek, és képesek megőrizni önmagukat.

Kapcsolat az élet eredetével

Az 1920-as években Aleksandr Oparin és a brit tudós, J. B. Haldane brit tudós önállóan hasonló elképzeléseket fogalmazott meg az élet eredetének feltételeiről a Földön..

Mindkettő azt javasolta, hogy a szerves molekulák külső energiaforrás, például ultraibolya sugárzás jelenlétében abiogén anyagokból képezhetők legyenek..

Egy másik javaslata az volt, hogy a primitív légkör csökkent tulajdonságokkal rendelkezett: nagyon kevés szabad oxigén. Ezenkívül azt javasolják, hogy ammóniát és vízgőzt is tartalmaz, többek között a gázok között.

Azt gyanították, hogy az élet első formái megjelentek az óceánban, melegek és primitívek, és hogy heterotrófok (előformált tápanyagokat kaptak a primitív földben lévő vegyületekből), nem pedig az autoforikusak (táplálékot és tápanyagot termeltek a napfénytől) vagy szervetlen anyagok).

Az Oparin úgy vélte, hogy a koacervátumok kialakulása elősegítette más, komplexebb gömbös aggregátumok kialakulását, amelyek lipidmolekulákhoz kapcsolódtak, amelyek lehetővé tették, hogy az elektrosztatikus erők együtt tartsák őket, és ez lehetett volna a sejtek prekurzorai..

Az enzimek működése

Az Oparin koacervátumok munkája megerősítette, hogy az anyagcsere biokémiai reakciói szempontjából lényeges enzimek jobban működtek, amikor a membránhoz kötött gömbökben voltak, mint amikor vizes oldatokban szabadok voltak..

Haldane, aki nem ismerte az Oparin koacervátumait, úgy vélte, hogy az első egyszerű molekulák először képződnek, és az ultraibolya fény jelenlétében egyre összetettebbé váltak, ami az első sejteket eredményezte.

Haldane és Oparin elképzelései az elmúlt évtizedekben megkezdett kutatások alapját képezték az abiogenesisről, az élettelen anyagok életének eredetéről..

A koacervátumok elmélete

A koacervátumok elmélete az Aleksander Oparin biokémikus által kifejezett elmélete, és azt sugallja, hogy az élet eredetét koacervátumoknak nevezett vegyes kolloid egységek kialakulása előzte meg..

A koacervátumok akkor képződnek, amikor a fehérjék és a szénhidrátok több kombinációját adjuk a vízhez. A fehérjék körüli vízréteget képeznek, amely egyértelműen el van választva a víztől, amelyben felfüggesztették.

Ezeket a koacervátusokat Oparin tanulmányozta, aki felfedezte, hogy bizonyos körülmények között a koacervátumok vízben stabilizálódhatnak hetekben, ha anyagcserét kapnak, vagy egy energiát termelő rendszert..

Enzimek és glükóz

Ennek eléréséhez az Oparin hozzáadta az enzimeket és a glükózt (cukrot) a vízhez. A koacervát felszívódott enzimek és glükóz, majd az enzimek a koacervátumot a glükóz és más szénhidrátok közötti koacervátumban egyesítették..

Ez a koacervátumok méretének növekedését okozza. A glükózreakcióból származó hulladéktermékeket eltávolítottuk a koacervátumból.

Amint a coacervate elég nagy lett, spontán elkezdett törni kisebb koacervátumokba. Ha a koacervátumból származó struktúrák megkapják az enzimeket, vagy képesek voltak saját enzimeik létrehozására, tovább növekedhetnek és fejlődhetnek.

Ezt követően Stanley Miller és Harold Urey amerikai biokémikusok későbbi munkája megmutatta, hogy az ilyen szerves anyagok szervetlen anyagokból képezhetők a korai Föld szimulált körülményei között..

Fontos kísérletükkel megmutatták az aminosavak szintézisét (a fehérjék alapvető elemeit), szikrát vezetve egy zárt rendszerű egyszerű gázok keverékén keresztül..

alkalmazások

Jelenleg a koacervátumok nagyon fontos eszközök a vegyipar számára. Számos kémiai eljárásban a vegyületek analízise szükséges; Ez egy olyan lépés, amely nem mindig könnyű és ezenkívül nagyon fontos.

Emiatt a kutatók folyamatosan dolgoznak annak érdekében, hogy új ötleteket dolgozzanak ki a minták elkészítésének kulcsfontosságú lépésének javítása érdekében. Ezek célja mindig a minták minőségének javítása az analitikai eljárások elvégzése előtt.

Számos technikát alkalmaznak a minták előkoncentrálására, de mindegyiknek számos előnye mellett vannak bizonyos korlátai is. Ezek a hátrányok elősegítik az új extrakciós technikák folyamatos fejlesztését, amelyek hatékonyabbak a meglévő módszereknél.

Ezeket a vizsgálatokat a szabályozás és a környezetvédelmi szempontok is vezérlik. Az irodalom alapja annak a megállapításnak, hogy az úgynevezett „zöld kitermelési technikák” létfontosságú szerepet játszanak a modern mintakészítési technikákban.

"Zöld" technikák

Az extrahálási folyamat "zöld" jellege a vegyi termékek, például szerves oldószerek fogyasztásának csökkentésével érhető el, mivel ezek mérgezőek és károsak a környezetre..

A minták előkészítéséhez rendszeresen alkalmazott eljárásoknak a környezetbarátnak kell lenniük, könnyen megvalósíthatóknak kell lenniük, alacsony költségük van, és rövidebb ideig kell tartaniuk a teljes folyamat végrehajtásához..

Ezeket a követelményeket a minták előállítása során koacervátumok alkalmazásával teljesítik, mivel azok kolloidok, amelyek tenzo-aktív szerekben gazdagok, és extraháló közegként is működnek..

Így a koacervátumok ígéretes alternatíva a minták elkészítéséhez, mivel lehetővé teszik a szerves vegyületek, fémionok és nano-részecskék koncentrálását különböző mintákban..

referenciák

1. Evreinova, T. N., Mamontova, T.W., Karnauhov, V. N., Stephanov, S.B., és Hrust, U. R. (1974). Coacervate rendszerek és az élet eredete. Az élet eredete, 5(1-2), 201-205.
2. Fenchel, T. (2002). Az élet eredete és korai fejlődése. Oxford University Press.
3. Helium, L. (1954). A koacerválás elmélete. Új bal oldali áttekintés, 94(2), 35-43.
4. Lazcano, A. (2010). Az eredetkutatás történeti fejlődése. Cold Spring Harbor perspektívái a biológiában, (2), 1-8.
5. Melnyk, A., Namieśnik, J. és Wolska, L. (2015). A koacervát-alapú extrakciós technikák elmélete és legújabb alkalmazása. Trac - az analitikai kémia trendjei, 71, 282-292.
6. Novak, V. (1974). Az élet eredete Coacervate-in-Coacervate elmélete. Az élet eredete és az evolúciós biokémia, 355-356.
7. Novak, V. (1984). A coacervate-in-coacervate elmélet jelenlegi állapota; a sejtstruktúra eredete és fejlődése. Az élet eredete, 14, 513-522.
8. Oparin, A. (1965). Az élet eredete. Dover Publications, Inc..