Coacervados

Pojasnjujemo, kaj so Coacervados, njihove značilnosti in usposabljanje

Coacervados so skupine ali molekularni "roji", ki se spontano tvorijo v vodnih raztopinah

Kaj so coacervados?

The Coacervados Opredeljeni so kot koloidne kapljice ali skupine, ki jih tvorijo makromolekule, kot so beljakovine, nukleinske kisline, sintetični polimeri itd., ki se oblikujejo spontano in ki ostanejo skupaj med seboj zaradi različnih vrst kemičnih interakcij.

Beseda Koloidna se nanaša na eno najbolj presenetljivih lastnosti teh struktur, saj je kapljice Tekočina ki vsebujeta dve neizmerni fazi, torej se ne mešata med seboj, bodisi zaradi odbijanja obremenitve bodisi zaradi hidrofobnih učinkov, povezanih z makromolekulami, ki jih sestavljajo.

V teh kapljicah se pojavi ločitev tekoče-tekočih faz, kjer je bolj kompaktno bogato območje v makromolekulah-je v termodinamičnem ravnovesju z razredčeno ali tekočo fazo, s katero se ne meša.

Coacervados se običajno spontano tvori v vodnih raztopinah ali mešanicah, kar omogoča nekakšno stabilno razdelitev brez prisotnosti membrane, kot pri živih celicah.

Posledično se te strukture običajno pojavljajo v naravi in ​​so zelo pomembne za različne biološke procese v velikem številu organizmov.

Vendar preučevanje Coacervadosa ni omejeno le na naše sodobne čase. Na začetku dvajsetih let prejšnjega stoletja je ruski biokemist Aleksander Oparin predlagal, da bi te molekulske skupine lahko povzročilo prve celice v primitivni zemlji.

Teorija Coacervadosa

V celotni zgodovini človeštva so bile predlagane različne teorije, da bi razložili izvor živih bitij, kot ga poznamo danes.

Po zavrnitvi teorij o izvoru življenja s spontana generacija, Mnogi so se priklonili ideji o fizikalno -kemijskem izvoru živih bitij.

To teorijo je na začetku 20. stoletja postavil ruski biokemist Aleksander Oparin (v svoji knjigi z naslovom Izvor življenja) in britanski genetik John Burdon Haldane, katerega delovna mesta so, čeprav neodvisna, delila zelo podobne ideje.

Vam lahko služi: kako glive?Aleksander Oparin v svojem laboratoriju (desno)

Glavni argument teorije je temeljil na dejstvu, da bi se življenje lahko prvič pojavilo na Zemlji znotraj struktur, ki jih danes imenujemo Coacervados, tvori ogromno raznolikost organskih molekul.

Na podlagi njihovih pripomb, ki jih lahko Coacervados celo tvori v zelo razredčenih raztopinah različnih molekul, sta Oparin in Haldane predlagala, da Soacation (Coacervados Formacija) bi lahko bil način, kako je prišlo do ločevanja tekoče faze v prvotni "juhi" abiotske zemlje.

Z drugimi besedami, ti znanstveniki so menili, da bi se prve celice lahko oblikovale iz spontane skupine organskih molekul, ki jih vsebuje voda morja, vključno z beljakovinami z encimsko aktivnostjo, ki bi lahko bile zapletene in vzpostavijo bolj urejene in avtonomne strukture.

Primalna juha?: Abiotska sinteza

Čeprav je imel Coacermed temeljno vlogo v teoriji izvora Oparinega življenja in Haldane Abiotska sinteza.

Ta sinteza se je nanašala na proizvodnjo in kopičenje organskih spojin predhodnikov beljakovin in nukleinskih kislin, na primer po zaslugi:

• Delovanje energije iz ultravijoličnega sevanja in neviht.
• K prispevku vulkanov vulkanov in vesoljskih teles.
• V vodno okolje primitivnih morij.
• Atmosferske razmere začetne zemlje.

Miller in Urey poskusi

Stanley Miller in Harold Urey sta zasnovala eksperiment, ki jim je omogočil, da so "poustvarili" atmosferske in fizikamiskkamijske razmere morja na primitivni zemlji, s tistimi, ki so jih po tednu reakcije dosegli, proizvajajo organske molekule, kot so aminokisline iz drugih kemičnih spojin preprosto

Nekaj ​​let po tem, ko sta Oparin in Haldane predstavila svoje teorije pred znanstveno skupnostjo, sta ameriška biokemika Stanley Miller in Harold Urey v 50. letih zasnovala vrsto eksperimentov za poskus poustvari pogoji primitivno Zemlje in podpore ali zanikajo teorijo Coacervadosa.

Vam lahko služi: LDH: Funkcije, odločnost, reakcija, normalne vrednosti

V svojih poskusih je Stanleyju in Ureyu uspelo pridobiti preproste organske molekule, kot so aminokisline, ki podpirajo idejo, da bi lahko življenje nastalo iz razmeroma preprostih organskih predhodnikov in s hipoturiranimi pogoji za abiotsko zemljo.

Značilnosti Coacervadosa

• So organske makromolekulske skupine, na splošno beljakovine ali nukleinske kisline.
• So koloidi, saj imajo dve neizmerni fazi, ki se ne mešata med seboj in ki sta v suspenziji, izolirani od preostale okoliške tekočine.
• Se spontano tvorijo iz suspenzijskih molekul, ki so povezane in so zelo pogoste v različnih celičnih in okoljskih okoliščinah.
• So organizirane strukture, v katerih je ravnovesje med gosto grozdom molekul, ki tvorijo njih in njihov vodni del.
• Lahko so preprosti, oblikovani z eno samo molekulo ali kompleksom, ki jo tvori več kot en razred molekul.
• Svojo strukturo lahko sami ohranijo in celo povečajo svojo zapletenost z uvedbo novih molekul okolja.
• V notranjosti se lahko pojavijo različne kemijske reakcije, ki v zelo kratkem času spreminjajo njegovo sestavo, težo in prostornino.
• Imajo določene lastnosti živih celic, vendar se ne štejejo za žive subjekte, ker se ne morejo razmnoževati ali hraniti.

Oblikovanje Coacervados (Soacevation)

Oblikovanje Coacervadosa je znano tudi kot Soacation In postopek, ki na splošno izvira iz ločitve tekočin-tekočih faz, je sestavljen iz reverzibilne ločitve homogene tekočine v dveh fazah, eno bolj koncentrirano kot druga.

Koacevacija je odvisna od različnih fizikalno -kemijskih stanj, kot so temperatura, pH, koncentracija soli, koncentracija makromolekul itd. Poleg tega je ta postopek odvisen od vrste oblikovane prisilne, bodisi preproste ali zapletene.

Kot smo že omenili, preproste koacere oblikujejo ena vrsta organskih molekul, kompleksi pa oblikujejo dve ali več različnih molekul.

Lahko vam služi: nosilnost planeta

Med tvorbo preprostih koaceratov se pojavi vrsta kemičnih interakcij, ki so odvisne od značilnosti zadevne makromolekule. Na primer, če gre za molekule istega proteina, je nastajanje Coacervadosa povezano s samostojnostjo teh molekul z elektrostatičnimi interakcijami, s strani van der Waalsa ali hidrofobnih.

Po drugi strani je tvorba zapletenih coacervados odvisna predvsem od elektrostatičnih interakcij, saj se je pokazalo, da Elektrostatična nevtralizacija daje prednost koalescenci makromolekul v raztopini v ravnovesju.

Funkcije in aplikacije Coacervados

Na primer, v nekaterih mehkužcih in morskih polistagerjih je tvorba zunajceličnih coacervados bistvenega pomena za številne njegove primarne funkcije.

Poleg tega so bili povezani z medcelično združevanjem beljakovin, s prometom skozi jedrski kompleks pore in z nekaterimi nevrodegenerativnimi boleznimi pri ljudeh.

Coacervados se izkorišča tudi v prehrambeni industriji, na področju raziskav biofizike, biomaterialov in celične biologije, predvsem zaradi njihove impresivne raznolikosti, sestave in urejanja ali topologije.

Reference

1. Astoricchio, e., Alfano, c., Rajendran, l., Temussi, str. Do., & Pastore, do. (2020). Širok svet koacevatov: od morja do nevrodegeneracije. Trendi v biokemijskih znanostih.
2. Clark, b. C., & Kolb, v. M. (2020). Macrobionnt: zibelka za izvor življenja in ustvarjanje biosfere. Življenje, 10 (11), 278.
3. Lazcano a. (2010). Zgodovinski razvoj raziskav izvora. Perspektive hladnega spomladanskega pristanišča v biologiji, 2 (11), A002089. https: // doi.org/10.1101/CSHPERSPECT.A002089
4. Novák, v. J. (1974). Teorija izvora življenja. V izvoru življenja in evolucijske biokemije (pp. 355-368). Springer, Boston, MA.
5. Salomon, e. Str., Berg, l. R., & Martin, D. W. (2011). Biologija (9. izd.). Brooks/Cole, Cengage Learning: ZDA.