Koacervated Characteristics, suhde elämän alkuperään



koaservaattien ne ovat järjestäytyneitä proteiineja, hiilihydraatteja ja muita aineita liuoksessa. Termi coacervado tulee latinalaisesta coacervare ja se tarkoittaa "klusteria". Näillä molekyyliryhmillä on joitakin solujen ominaisuuksia; Tämän vuoksi venäläinen tiedemies Aleksander Oparin ehdotti, että koaservaatit johtavat niihin.

Oparin ehdotti, että primitiivisissä merissä on todennäköisesti olemassa sopivat olosuhteet näiden rakenteiden muodostumiselle, löysien orgaanisten molekyylien ryhmittelystä. Toisin sanoen periaatteessa koaservaatteja pidetään prekellulaarisena mallina.

Näillä koaservaatteilla olisi kyky imeä muita molekyylejä, kasvaa ja kehittää monimutkaisempia sisärakenteita, jotka ovat samanlaisia ​​kuin solut. Myöhemmin tutkijoiden Millerin ja Ureyn kokeilulla voitiin luoda uudelleen primitiivisen maan olosuhteet ja koakeraattien muodostuminen.

indeksi

  • 1 Ominaisuudet
  • 2 Suhde elämän alkuperään
    • 2.1 Entsyymien toiminta
  • 3 Koaservaattien teoria
    • 3.1 Entsyymit ja glukoosi
  • 4 Sovellukset
    • 4.1 "Vihreät" tekniikat
  • 5 Viitteet

piirteet

- Ne luodaan ryhmittelemällä eri molekyylejä (molekyylirajo).

- Ne ovat järjestettyjä makromolekyylisiä järjestelmiä.

- Niillä on kyky erottua itsestään liuoksesta, jossa ne ovat, jolloin muodostuu eristettyjä tippoja.

- Ne voivat imeä sisällä olevia orgaanisia yhdisteitä.

- Ne voivat lisätä niiden painoa ja tilavuutta.

- Ne pystyvät lisäämään niiden sisäistä monimutkaisuutta.

- Niillä on eristävä kerros ja ne voivat säilyttää itsensä.

Suhde elämän alkuperään

1920-luvulla biokemisti Aleksandr Oparin ja brittiläinen tutkija J. B. S. Haldane perustivat itsenäisesti samanlaisia ​​ajatuksia olosuhteista, joita tarvitaan elämän alkamiseksi maapallolla..

Molemmat ehdottivat, että orgaaniset molekyylit voitaisiin muodostaa abiogeenisistä materiaaleista ulkoisen energialähteen, kuten ultraviolettisäteilyn, läsnä ollessa..

Toinen hänen ehdotuksistaan ​​oli, että primitiivisellä ilmakehällä oli pienentäviä ominaisuuksia: hyvin vähän vapaata happea. Lisäksi he ehdottivat, että se sisälsi ammoniakkia ja vesihöyryä muiden kaasujen joukossa.

He epäilivät, että ensimmäiset elämänmuodot ilmestyivät meressä, lämpimät ja primitiiviset, ja että he olivat heterotrofisia (ne saivat ennalta muodostettuja ravintoaineita primitiivisessä maapallossa olevista yhdisteistä sijasta autotrofisia (ruokaa ja ravinteita auringonvalolta) tai epäorgaaniset materiaalit).

Oparin uskoi, että koaservaattien muodostuminen edisti muiden monimutkaisempien pallomaisten aggregaattien muodostumista, jotka liittyivät lipidimolekyyleihin, jotka mahdollistivat niiden pysymisen yhdessä sähköstaattisten voimien kanssa, ja jotka olisivat voineet olla solujen esiasteita.

Entsyymien toiminta

Opariinin koaservaattien työ vahvisti, että aineenvaihdunnan biokemiallisten reaktioiden kannalta välttämättömät entsyymit toimivat enemmän, kun ne sisälsivät kalvoon sitoutuneita palloja kuin silloin, kun ne olivat vapaita vesiliuoksissa..

Haldane, joka ei ollut perehtynyt Oparinin koaservaatteihin, uskoi, että ensiksi muodostui yksinkertaisia ​​orgaanisia molekyylejä ja että ultraviolettivalon läsnä ollessa ne tulivat yhä monimutkaisemmiksi ja aiheuttivat ensimmäiset solut.

Haldanen ja Oparinin ideat muodostivat perustan suurelle osalle abiogeneesiä koskevasta tutkimuksesta, joka on elinvoimaisista aineista peräisin olevan elämän alkuperä, joka tapahtui viime vuosikymmeninä..

Koaservaattien teoria

Koaservaattien teoria on biokemisti Aleksander Oparinin ilmaisema teoria ja se viittaa siihen, että elämän alkuperää edeltää seka-kolloidisten yksikköjen muodostaminen, nimeltään koaservaatit.

Koaservaatit muodostuvat, kun veteen lisätään useita proteiinien ja hiilihydraattien yhdistelmiä. Proteiinit muodostavat ympäröivän veden rajakerroksen, joka on selvästi erotettu vedestä, jossa ne on ripustettu.

Oparin tutki näitä koaservaatteja, jotka havaitsivat, että tietyissä olosuhteissa koakervaatit voidaan stabiloida vedessä viikkoja, jos niille annetaan aineenvaihdunta tai järjestelmä energian tuottamiseksi..

Entsyymit ja glukoosi

Tämän saavuttamiseksi Oparin lisäsi entsyymejä ja glukoosia (sokeria) veteen. Koaservaatti imeytyi entsyymejä ja glukoosia, minkä jälkeen entsyymit aiheuttivat koaservaatin yhdistävän glukoosin muiden hiilihydraattien kanssa koaservaatissa.

Tämä aiheutti koacervaatin koon kasvun. Glukoosireaktion jätetuotteet poistettiin koaservaatista.

Kun koaservaatti tuli tarpeeksi suureksi, se alkoi spontaanisti murtautua pienempiin koaservaatteihin. Jos koaservaatista johdetut rakenteet saivat entsyymit tai pystyivät luomaan omat entsyyminsä, ne voisivat jatkaa kasvua ja kehittyä.

Myöhemmin amerikkalaisten biokemistien Stanley Millerin ja Harold Ureyn myöhemmät työt osoittivat, että tällaisia ​​orgaanisia aineita voidaan muodostaa epäorgaanisista aineista simuloiduissa olosuhteissa varhaisessa maassa..

Niiden tärkeän kokeilun avulla he pystyivät osoittamaan aminohappojen synteesin (proteiinien perustekijät), kulkemalla kipinää yksinkertaisten kaasujen seoksen avulla suljetussa järjestelmässä.

sovellukset

Tällä hetkellä koaservaatit ovat erittäin tärkeitä työkaluja kemianteollisuudelle. Monissa kemiallisissa menetelmissä tarvitaan yhdisteiden analyysiä; Tämä ei ole aina helppoa, ja se on myös erittäin tärkeää.

Tästä syystä tutkijat pyrkivät jatkuvasti kehittämään uusia ideoita parantaakseen tätä ratkaisevaa vaihetta näytteiden valmistelussa. Näiden tarkoituksena on aina parantaa näytteiden laatua ennen analyysimenetelmien suorittamista.

Nykyisin käytetään useita näytteiden esikonsentraatiotekniikoita, mutta kullakin on lukuisten etujen lisäksi myös joitakin rajoituksia. Nämä haitat edistävät uusien uuttotekniikoiden jatkuvaa kehittämistä, jotka ovat tehokkaampia kuin nykyiset menetelmät.

Nämä tutkimukset johtuvat myös säännöksistä ja ympäristönäkökohdista. Kirjallisuuden perusteella voidaan päätellä, että niin sanotut "vihreät uuttotekniikat" ovat keskeisessä asemassa nykyaikaisessa näytteen valmistustekniikassa.

"Vihreät" tekniikat

Uuttoprosessin "vihreä" luonne voidaan saavuttaa vähentämällä kemiallisten tuotteiden, kuten orgaanisten liuottimien, kulutusta, koska ne ovat myrkyllisiä ja haitallisia ympäristölle.

Näytteiden valmisteluun tavallisesti käytettyjen menettelyjen olisi oltava ympäristöystävällisiä, niiden on oltava helposti toteutettavissa, niillä on oltava alhaiset kustannukset ja niiden kesto on lyhyempi koko prosessin suorittamiseksi..

Nämä vaatimukset täytetään soveltamalla koaservaatteja näytteiden valmistukseen, koska ne ovat kolloideja, jotka sisältävät runsaasti tenso-aktiivisia aineita ja toimivat myös uuttoväliaineena..

Näin ollen koaservaatit ovat lupaava vaihtoehto näytteiden valmistamiseksi, koska ne mahdollistavat orgaanisten yhdisteiden, metalli-ionien ja nanohiukkasten konsentroinnin eri näytteissä.

viittaukset

  1. Evreinova, T.N., Mamontova, T.W., Karnauhov, V.N., Stephanov, S.B., & Hrust, U. R. (1974). Coacervate-järjestelmät ja elämän alkuperä. Elämän alkuperä, 5(1-2), 201-205.
  2. Fenchel, T. (2002). Elämän alkuperä ja varhainen kehitys. Oxford University Press.
  3. Helium, L. (1954). Koaservaation teoria. Uusi vasen katsaus, 94(2), 35-43.
  4. Lazcano, A. (2010). Alkuperäisten tutkimusten historiallinen kehitys. Cold Spring Harbor -näkymät biologiassa, (2), 1-8.
  5. Melnyk, A., Namieśnik, J., & Wolska, L. (2015). Koaservaattipohjaisten uuttotekniikoiden teoria ja uudet sovellukset. Trac - analyyttisen kemian trendit, 71, 282-292.
  6. Novak, V. (1974). Elämän alkuperän coacervate-in-coacervate -teoria. Elämän syntyminen ja evoluutiobiokemia, 355-356.
  7. Novak, V. (1984). Coacervate-in-coacervate-teorian nykytila; solurakenteen alkuperä ja kehitys. Elämän alkuperä, 14, 513-522.
  8. Oparin, A. (1965). Elämän alkuperä. Dover Publications, Inc.