Coacervados

Wyjaśniamy, czym są Coacervados, ich cechy i szkolenie

Coacervados to grupy lub „roj”, które tworzą się spontanicznie w roztworach wodnych

Co to są Coacervados?

Coacervados Są one zdefiniowane jako krople koloidalne lub grupy utworzone przez makrocząsteczki, takie jak białko, kwasy nukleinowe, syntetyczne polimery itp., które powstają spontanicznie i pozostają ze sobą dzięki różnym rodzajom interakcji chemicznych.

Słowo Koloidalny odnosi się do jednej z najbardziej uderzających cech tych struktur, ponieważ tak jest krople Płyn które zawierają dwie niemożliwe fazy, to znaczy nie mieszają się ze sobą, ani ze względu.

W tych kroplach występuje oddzielenie faz ciecz-ciecz, w którym bardziej zagęszczony region w makrocząsteczkach-w równowadze termodynamicznej z rozcieńczoną lub ciekłą fazą, z którą nie jest mieszany.

Coacervados zwykle tworzą się spontanicznie w roztworach wodnych lub mieszaninach, umożliwiając rodzaj stabilnej przedziału bez obecności błony, jak w przypadku żywych komórek.

W konsekwencji struktury te powszechnie występują w naturze i są bardzo ważne dla różnych procesów biologicznych w dużej liczbie organizmów.

Jednak badanie Coacervados nie ogranicza się tylko do naszych współczesnych czasów. Na początku lat dwudziestych rosyjski biochemik Aleksander Oparin zaproponował, że te grupy cząsteczek mogły powstać pierwsze komórki w prymitywnej ziemi.

Teoria Coacervados

W historii ludzkości zaproponowano różne teorie w celu wyjaśnienia pochodzenia żywych istot, jakie znamy dzisiaj.

Po zwolnieniu teorii o pochodzeniu życia przez Spontaniczne generowanie, Wielu skłoniło się do idei fizykochemicznego pochodzenia żywych istot.

Teoria ta została postulowana na początku XX wieku przez rosyjskiego biochemika Alexandra Oparina (w jego książce zatytułowanej Pochodzenie życia) oraz brytyjskiego genetyka Johna Burdona Haldane'a, którego zadania, choć niezależne, dzieliły bardzo podobne pomysły.

Może ci służyć: jak karmi się grzybami?Alexander Oparin w swoim laboratorium (po prawej)

Główny argument teorii był oparty na fakcie, że życie mogło pojawić się po raz pierwszy na Ziemi w strukturach, które dziś nazywamy Coacervados, utworzone przez ogromną różnorodność cząsteczek organicznych.

Oparte na ich spostrzeżeniach, które Coacervados mogą nawet tworzyć w bardzo rozcieńczonych roztworach różnych cząsteczek, oparyna i haldane zaproponowali, aby Coacevation (tworzenie Coacervados) mogło być sposobem, w jaki wystąpiła oddzielenie fazy płynu w pierwotnym „bulionie” ziemi abiotycznej.

Innymi słowy, naukowcy ci myśleli, że pierwsze komórki mogły powstać ze spontanicznej grupy cząsteczek organicznych zawartych w wodach morza, w tym białka o aktywności enzymatycznej, które mogą być złożone i ustanawiać bardziej uporządkowane i autonomiczne struktury.

Pierwotny bulion?: Synteza abiotyczna

Chociaż koacemed odgrywał fundamentalną rolę w teorii pochodzenia życia Oparina i haldane, miało to sens tylko w świetle koncepcji, że długi okres Synteza abiotyczna.

Ta synteza odnosiła się do produkcji i akumulacji związków organicznych prekursorów białek i kwasów nukleinowych, na przykład dzięki:

• Działanie energii z promieniowania ultrafioletowego i burz.
• W skład wulkanów wulkanów i ciał kosmicznych.
• Do środowiska wodnego prymitywnego morza.
• Warunki atmosferyczne początkowej ziemi.

Eksperymenty Miller i Urey

Stanley Miller i Harold Urey zaprojektowali eksperyment, który pozwolił im „odtworzyć” atmosferyczne i fizykochemiczne warunki morza w prymitywnej ziemi, z tym, co osiągnęli, po tygodniu reakcji wytwarzają cząsteczki organiczne, takie jak aminokwasy z innych związków chemicznych prosty

Kilka lat po tym, jak Oparin i Haldane przedstawili swoje teorie przed społecznością naukową, amerykańscy biochemicy Stanley Miller i Harold Urey, w latach 50., zaprojektowali serię eksperymentów do wypróbowania odtwarzać warunki prymitywny Ziemi i wsparcia lub zaprzecz teorii Coacervados.

Może ci służyć: LDH: Funkcje, determinacja, reakcja, wartości normalne

W swoich eksperymentach Stanleya i Ureyowi udało się uzyskać proste cząsteczki organiczne, takie jak aminokwasy, potwierdzając ideę, że życie mogło powstać ze stosunkowo prostych prekursorów organicznych oraz z hipoterami dla abiotycznej Ziemi.

Charakterystyka Coacervados

• Są to organiczne grupy makrocząsteczek, ogólnie białko lub kwasy nukleinowe.
• Są koloidami, ponieważ mają dwie niemożliwe fazy, które nie mieszają się ze sobą, i które są w zawieszeniu, odizolowane od reszty otaczającej cieczy.
• Tworzą się spontanicznie z powiązanych cząsteczek zawiesiny i są bardzo powszechne w różnych kontekstach komórkowych i środowiskowych.
• Są to zorganizowane struktury, w których istnieje równowaga między gęstą grupą cząsteczek, które ich tworzą i ich wodną częścią.
• Mogą być proste, utworzone przez pojedynczy rodzaj cząsteczki lub złożony, utworzony przez więcej niż jedną klasę cząsteczki.
• Są w stanie samodzielnie utrzymać swoją strukturę, a nawet zwiększyć swoją złożoność, wprowadzając nowe cząsteczki środowiska.
• Wewnątrz mogą wystąpić różne reakcje chemiczne, zmieniając jego skład, wagę i objętość w bardzo krótkim okresie.
• Dzielą pewne właściwości żywych komórek, ale nie są uważane za żywe istoty, ponieważ nie są w stanie się rozmnażać ani karmić.

Formacja Coacervados (Coacevation)

Tworzenie Coacervados jest również znane jako Coacevation I jest to proces, który na ogół ma swoje pochodzenie od oddzielenia faz ciecz-ciecz, który składa się z odwracalnego oddzielenia jednorodnej cieczy w dwóch fazach, jeden bardziej skoncentrowany niż drugi.

Coacevation zależy od różnych warunków fizykochemicznych, takich jak temperatura, pH, stężenie soli, stężenie makrocząsteczek itp. Ponadto proces ten zależy od rodzaju uformowanego przymusu, albo prostego lub złożonego.

Jak wspomniano wcześniej, proste coaceraty są tworzone przez pojedynczy rodzaj cząsteczki organicznej, a kompleksy powstają przez dwie lub więcej różnych cząsteczek.

Może ci służyć: pojemność obciążenia planety

Podczas tworzenia prostych coaceratów występuje seria interakcji chemicznych, które zależą od cech danej makrocząsteczki. Na przykład, jeśli są to cząsteczki tego samego białka, tworzenie Coacervados ma związek z samorozemakiem tych cząsteczek poprzez interakcje elektrostatyczne, przez van der Waals lub hydrofobowe.

Z drugiej strony tworzenie złożonych koacervados zależy głównie od interakcji elektrostatycznych Neutralizacja elektrostatyczna sprzyja koalescencji makrocząsteczek w roztworze w równowadze.

Funkcje i zastosowania Coacervados

Na przykład w niektórych mięczakach i poliysteczkach morskich tworzenie się zewnątrzkomórkowych koacervados jest niezbędne dla wielu jego pierwotnych funkcji.

Ponadto były one związane z wewnątrzkomórkową agregacją białka, z ruchem przez kompleks porów jądrowych i z niektórymi chorobami neurodegeneracyjnymi u ludzi.

Coacervados są również wykorzystywane w przemyśle spożywczym, w dziedzinie badań biofizyki, biomateriałów i biologii komórkowej, głównie ze względu na ich imponującą różnorodność, skład i zamawianie lub topologię.

Bibliografia

1. Astoricchio, e., Alfano, c., Rajendran, L., Temussi, s. 1. DO., & Pastore, do. (2020). Szeroki świat Coacevates: od morza do neurodegeneracji. Trendy w naukach biochemicznych.
2. Clark, ur. C., & Kolb, v. M. (2020). MacRobionnt: Cradle for the Origin of Life and Stworzenie biosfery. Życie, 10 (11), 278.
3. Lazcano a. (2010). Historyczny rozwój badań początkowych. Cold Spring Harbour Perspectives in Biology, 2 (11), A002089. https: // doi.Org/10.1101/CSHPERSPECT.A002089
4. Novák, v. J. (1974). Teoria Coacevate-in-Coacevate of the Origin of Life. W pochodzeniu życia i biochemii ewolucyjnej (PP. 355-368). Springer, Boston, MA.
5. Salomon, e. P., Berg, L. R., & Martin, D. W. (2011). Biologia (9. EDN). Brooks/Cole, Cengage Learning: USA.