Coacervated Egenskaber, Forholdet til Livets Oprindelse

den koacervater de er organiserede grupper af proteiner, kulhydrater og andre materialer i en løsning. Udtrykket coacervado kommer fra latin coacervare og det betyder "klynge". Disse molekylære grupper har nogle egenskaber af celler; På grund af dette foreslog den russiske videnskabsmand Aleksander Oparin, at coacervaterne gav anledning til disse.

Oparin foreslog, at der i de primitive have sandsynligvis eksisterede de rette betingelser for dannelsen af ​​disse strukturer, fra gruppering af løs organiske molekyler. Det er, grundlæggende coacervates betragtes som en prækellulær model.

Disse coacervates ville have evnen til at absorbere andre molekyler, vokse og udvikle mere komplekse indre strukturer, der ligner celler. Senere lovede forskerne fra forskerne Miller og Urey at genskabe betingelserne for den primitive jord og dannelsen af ​​coacervaterne.

indeks

• 1 kendetegn
• 2 Forholdet til livets oprindelse
  • 2.1 Virkning af enzymer
• 3 Teorier om coacervates
  • 3.1 Enzymer og glucose
• 4 applikationer
  • 4.1 "Grøn" teknikker
• 5 referencer

funktioner

- De genereres ved at gruppere forskellige molekyler (molekylær sværm).

- De er organiserede makromolekylære systemer.

- De har evnen til at adskille sig selv fra løsningen, hvor de er, hvilket danner isolerede dråber.

- De kan absorbere organiske forbindelser inde.

- De kan øge deres vægt og deres volumen.

- De er i stand til at øge deres interne kompleksitet.

- De har et isolerende lag og kan selvbevare.

Forholdet til livets oprindelse

I 1920'erne etablerede biokemist Aleksandr Oparin og den britiske videnskabsmand J. B. S. Haldane selvstændigt lignende ideer om betingelserne for livets oprindelse på Jorden..

Begge foreslog, at organiske molekyler kunne dannes ud fra abiogene materialer i nærværelse af en ekstern energikilde, såsom ultraviolet stråling.

Et andet af hans forslag var, at den primitive atmosfære havde reducerende egenskaber: meget lille mængde fri ilt. Desuden foreslog de, at den indeholdt ammoniak og vanddamp, blandt andre gasser.

De mistanke om, at de første former for liv dukkede op i havet, varm og primitiv, og var heterotrofe (opnået næringsstoffer Formlagt eksisterende forbindelser på den tidlige Jord) snarere end autotrofe (generere mad og næringsstoffer fra sollys eller uorganiske materialer).

Oparin mente, at dannelsen af ​​coacervater fremmer dannelsen af ​​mere komplekse sfæriske aggregater, der var forbundet med lipidmolekyler tillader dem holdt sammen af ​​elektrostatiske kræfter, og som kan have været forstadier af celler.

Virkning af enzymer

Arbejde koacervater Oparin bekræftet, afgørende for biokemiske reaktioner i stofskiftet, enzymer fungerede mere når de blev indeholdt i sfærer membranbundne end når frit i vandige opløsninger.

Haldane, der ikke var bekendt med de koacervater Oparin, mente, at simple organiske molekyler blev dannet først og at i nærværelse af ultraviolet lys, blev mere og mere kompleks, hvilket fører til de første celler.

Haldane og Oparins ideer dannede grundlag for en stor del af forskningen om abiogenese, livets oprindelse fra livløse stoffer, som fandt sted i de sidste årtier.

Teorien om coacervates

Koacervater teori er en teori udtrykt ved biokemisk Aleksander Oparin og antyder, at livets oprindelse Forud dannelsen af ​​blandede kolloide enheder kaldet koacervater.

Coacervates dannes, når flere kombinationer af proteiner og kulhydrater tilsættes til vand. Proteiner danner et grænselag af vand omkring dem, der er tydeligt adskilt fra vandet, hvori de suspenderes.

Disse coacervates blev studeret af Oparin, som opdagede, at coacervater under visse betingelser kan stabiliseres i vand i uger, hvis de får et stofskifte eller et system til at producere energi.

Enzymer og glucose

For at opnå dette tilføjede Oparin enzymer og glucose (sukker) til vandet. De coacervate absorberede enzymer og glucose, så gav enzymerne coacervatet til at kombinere glucose med andre kulhydrater i coacervaten.

Dette førte til, at coacervatet voksede i størrelse. Affaldsprodukterne fra glucosereaktionen blev udvist fra koacervatet.

Når coacervatet blev stort nok, begyndte det at spontant bryde ind i mindre coacervates. Hvis strukturerne afledt af coacervatet modtog enzymerne eller var i stand til at skabe deres egne enzymer, kunne de fortsætte med at vokse og udvikle sig.

Efterfølgende det efterfølgende arbejde af Miller og US Biochemical Stanley Harold Urey påvist, at sådanne organiske materialer kan dannes ud fra uorganiske stoffer under betingelser, som simulerede den tidlige Jord.

Med deres vigtige eksperiment kunne de demonstrere syntesen af ​​aminosyrer (de grundlæggende elementer af proteiner), der førte en gnist gennem en blanding af simple gasser i et lukket system.

applikationer

I øjeblikket er coacervates meget vigtige værktøjer til den kemiske industri. I mange kemiske procedurer er analysen af ​​forbindelser påkrævet; Dette er et trin, der ikke altid er let, og det er desuden meget vigtigt.

Af denne grund arbejder forskere konstant på at udvikle nye ideer til at forbedre dette afgørende skridt i forberedelsen af ​​prøver. Formålet med disse er altid at forbedre kvaliteten af ​​prøverne før analyseprocedurerne udføres.

Der er mange teknikker, der i øjeblikket anvendes til prækoncentration af prøver, men hver har ud over mange fordele også nogle begrænsninger. Disse ulemper fremmer den kontinuerlige udvikling af nye udvindingsteknikker mere effektive end de eksisterende metoder.

Disse undersøgelser er også drevet af reguleringer og miljøhensyn. Litteraturen danner grundlag for at konkludere, at såkaldte "grønne udvindingsteknikker" spiller en afgørende rolle i moderne prøveforberedelsesteknikker.

"Grøn" teknikker

Udvindingsprocessens "grønne" karakter kan opnås ved at reducere forbruget af kemiske produkter, såsom organiske opløsningsmidler, da de er toksiske og skadelige for miljøet.

De procedurer, der rutinemæssigt anvendes til forberedelse af prøver, skal være miljøvenlige, være lette at implementere, lave omkostninger og kortere varighed for at udføre hele processen.

Disse krav er opfyldt ved anvendelse af coacervates i fremstillingen af ​​prøver, da de er kolloider rige på tensoaktive midler og også fungerer som et ekstraktionsmedium..

Således er coacervater et lovende alternativ til fremstilling af prøver, fordi de tillader koncentrering af organiske forbindelser, metalioner og nanopartikler i forskellige prøver.

referencer

1. Evreinova, T. N., Mamontova, T. W., Karnauhov, V. N., Stephanov, S. B., & Hrust, U. R. (1974). Coacervate systemer og livets oprindelse. Origins of Life, 5(1-2), 201-205.
2. Fenchel, T. (2002). Livets oprindelse og tidlige udvikling. Oxford University Press.
3. Helium, L. (1954). Coacervationsteori. Ny venstre anmeldelse, 94(2), 35-43.
4. Lazcano, A. (2010). Historisk Udvikling af Origins Research. Cold Spring Harbor Perspektiver i Biologi, (2), 1-8.
5. Melnyk, A., Namieśnik, J., & Wolska, L. (2015). Teori og nyere anvendelser af coacervate-baserede ekstraktionsteknikker. TrAC - Trends in Analytical Chemistry, 71, 282-292.
6. Novak, V. (1974). Den coacervat-i-coacervat Theory of livets oprindelse. Livets oprindelse og evolutionær biokemi, 355-356.
7. Novak, V. (1984). Tilstedeværende tilstand af coacervate-in-coacervate teorien; oprindelse og udvikling af cellestruktur. Origins of Life, 14, 513-522.
8. Oparin, A. (1965). Livets oprindelse. Dover Publications, Inc..