Koacervované charakteristiky, vztah k původu života

koacerváty jsou to organizované skupiny proteinů, sacharidů a dalších materiálů v roztoku. Termín coacervado pochází z latiny coacervare a to znamená "cluster". Tyto molekulární skupiny mají určité vlastnosti buněk; Díky tomu ruský vědec Aleksander Oparin navrhl, aby vznikly tyto koacerváty.

Oparin navrhl, že v primitivních mořích pravděpodobně existovaly vhodné podmínky pro vznik těchto struktur, od seskupení volných organických molekul. To znamená, že v podstatě koacerváty jsou považovány za precelulární model.

Tyto koacerváty by měly schopnost absorbovat jiné molekuly, růst a vyvíjet složitější vnitřní struktury podobné buňkám. Později, experiment vědců Miller a Urey dovolil obnovit podmínky primitivní Země a vytvoření koacervátů.

Index

• 1 Charakteristika
• 2 Vztah k původu života
  • 2.1 Činnost enzymů
• 3 Teorie koacervátů
  • 3.1 Enzymy a glukóza
• 4 Aplikace
  • 4.1 "Zelené" techniky
• 5 Odkazy

Vlastnosti

- Jsou generovány seskupením různých molekul (molekulární roj).

- Jsou to organizované makromolekulární systémy.

- Mají schopnost oddělit se od roztoku tam, kde jsou, čímž se tvoří izolované kapky.

- Mohou absorbovat organické sloučeniny uvnitř.

- Mohou zvýšit svou hmotnost a objem.

- Jsou schopny zvýšit svou vnitřní složitost.

- Mají izolační vrstvu a mohou se zachovat.

Vztah k původu života

Ve dvacátých létech, biochemik Aleksandr Oparin a britský vědec J. B. S. Haldane nezávisle založili podobné představy o podmínkách vyžadovaných pro původ života na Zemi..

Oba navrhli, že organické molekuly by mohly být vytvořeny z abiogenních materiálů v přítomnosti externího zdroje energie, jako je ultrafialové záření..

Dalším z jeho návrhů bylo, že primitivní atmosféra měla redukční vlastnosti: velmi malé množství volného kyslíku. Kromě toho navrhli, aby obsahoval amoniak a vodní páru, mezi jinými plyny.

Předpokládali, že první formy života se objevily v oceánu, teplé a primitivní, a že byly heterotrofní (získaly předformované živiny ze sloučenin existujících v primitivní Zemi) namísto toho, aby byly autotrofní (generování potravy a živin ze slunečního světla) nebo anorganické materiály).

Oparin věřil, že tvorba koacervátů podporuje tvorbu dalších komplexnějších sférických agregátů, které byly spojeny s lipidovými molekulami, které jim umožňovaly držet pohromadě elektrostatickými silami a které mohly být prekurzory buněk..

Působení enzymů

Práce koacervátů Oparin potvrdila, že enzymy, nezbytné pro biochemické reakce metabolismu, fungovaly více, když byly obsaženy ve sférách vázaných na membránu, než když byly volné ve vodných roztocích..

Haldane, který nebyl obeznámen s Oparinovými koacerváty, věřil, že se nejprve tvořily jednoduché organické molekuly a že v přítomnosti ultrafialového světla se staly čím dál složitějšími, což vedlo ke vzniku prvních buněk.

Myšlenky Haldane a Oparin tvořily základ většiny výzkumu o abiogenezi, původu života z neživých látek, ke kterému došlo v posledních desetiletích..

Teorie koacervátů

Teorie koacervátů je teorie vyjádřená biochemikem Aleksanderem Oparinem a naznačuje, že vzniku života předcházela tvorba smíšených koloidních jednotek zvaných koacerváty..

Koacerváty se tvoří, když se do vody přidá několik kombinací proteinů a sacharidů. Proteiny tvoří okrajovou vrstvu vody kolem nich, která je jasně oddělena od vody, ve které jsou suspendovány.

Tyto koacerváty byly studovány Oparinem, který zjistil, že za určitých podmínek mohou být koacerváty stabilizovány ve vodě po několik týdnů, pokud dostanou metabolismus nebo systém pro produkci energie..

Enzymy a glukóza

K dosažení tohoto cíle Oparin přidal do vody enzymy a glukózu (cukr). Enzymy a glukóza absorbovaná koacervátem pak enzymy způsobily, že koacervát kombinoval glukózu s jinými sacharidy v koacervátu..

To způsobilo zvětšení velikosti koacervátu. Odpadní produkty glukózové reakce byly vyloučeny z koacervátu.

Jakmile byl koacervát dostatečně velký, začal se spontánně rozpadat na menší koacerváty. Pokud struktury odvozené z koacervátu obdržely enzymy nebo byly schopny vytvořit vlastní enzymy, mohly by i nadále růst a vyvíjet se..

Následná práce amerických biochemiků Stanleyho Millera a Harolda Ureye ukázala, že tyto organické materiály mohou být vytvořeny z anorganických látek za simulovaných podmínek Země..

S jejich důležitým experimentem byli schopni demonstrovat syntézu aminokyselin (základní prvky proteinů), projít jiskrou přes směs jednoduchých plynů v uzavřeném systému.

Aplikace

V současné době jsou koacerváty velmi důležitým nástrojem pro chemický průmysl. V mnoha chemických postupech je požadována analýza sloučenin; To je krok, který není vždy snadný a navíc je velmi důležitý.

Z tohoto důvodu výzkumníci neustále pracují na vývoji nových nápadů na zlepšení tohoto klíčového kroku v přípravě vzorků. Jejich cílem je vždy zlepšit kvalitu vzorků před prováděním analytických postupů.

V současné době se používá mnoho technik pro předběžnou koncentraci vzorků, ale každá má kromě řady výhod také určitá omezení. Tyto nevýhody podporují neustálý vývoj nových extrakčních technik, které jsou účinnější než stávající metody.

Tato šetření jsou rovněž řízena předpisy a otázkami životního prostředí. Literatura poskytuje základ pro závěr, že takzvané "zelené extrakční techniky" hrají zásadní roli v moderních technikách přípravy vzorků.

"Zelené" techniky

"Zeleného" charakteru procesu extrakce lze dosáhnout snížením spotřeby chemických výrobků, jako jsou organická rozpouštědla, protože jsou toxická a škodlivá pro životní prostředí..

Postupy, které se běžně používají pro přípravu vzorků, by měly být šetrné k životnímu prostředí, měly by být snadno realizovatelné, měly nízké náklady a měly by mít kratší dobu provádění celého procesu..

Tyto požadavky jsou splněny aplikací koacervátů při přípravě vzorků, protože se jedná o koloidy bohaté na desetinásobné aktivní látky a také fungují jako extrakční médium..

Koacerváty jsou proto slibnou alternativou pro přípravu vzorků, protože umožňují koncentraci organických sloučenin, iontů kovů a nanočástic v různých vzorcích..

Odkazy

1. Evreinova, T.N., Mamontova, T.W., Karnauhov, V.N., Stephanov, S.B., & Hrust, U.R. (1974). Koacervátové systémy a původ života. Původy života, 5(1-2), 201-205.
2. Fenchel, T. (2002). Původ a časná evoluce života. Oxford University Press.
3. Helium, L. (1954). Teorie koacervace. Nová levá recenze, 94(2), 35-43.
4. Lazcano, A. (2010). Historický vývoj výzkumu původu. Studené jarní přístav perspektivy v biologii, (2), 1-8.
5. Melnyk, A., Namieśnik, J., & Wolska, L. (2015). Teorie a nedávné aplikace extrakčních technik na bázi koacervátu. TrAC - trendy v analytické chemii, 71, 282-292.
6. Novak, V. (1974). Coacervate-in-coacervate teorie původu života. Původ života a evoluční biochemie, 355-356.
7. Novak, V. (1984). Současný stav teorie koacervátu v koacervátu; vznik a vývoj buněčné struktury. Původy života, 14, 513-522.
8. Oparin, A. (1965). Původ života. Publikace Dover, Inc.