Sammensatte egenskaper, forhold til livets opprinnelse



den coacervates de er organisert grupper av proteiner, karbohydrater og andre materialer i en løsning. Begrepet coacervado kommer fra latin coacervare og det betyr "klynge". Disse molekylære gruppene har noen egenskaper av celler; På grunn av dette foreslo russiske forskeren Aleksander Oparin at coacervates ga opphav til disse.

Oparin foreslo at det i de primitive havene sannsynligvis eksisterte passende forhold for dannelsen av disse strukturer, fra gruppering av løs organiske molekyler. Det er, i utgangspunktet coacervates anses som en preellulær modell.

Disse coacervates ville ha kapasitet til å absorbere andre molekyler, vokse og utvikle mer komplekse interiørstrukturer, som ligner på celler. Senere fikk eksperimentet fra forskerne Miller og Urey lov til å gjenskape forholdene til den primitive jorden og dannelsen av coacervates.

index

  • 1 Egenskaper
  • 2 Forholdet til livets opprinnelse
    • 2.1 Virkning av enzymer
  • 3 Teorier om coacervates
    • 3.1 Enzymer og glukose
  • 4 applikasjoner
    • 4.1 "Grønne" teknikker
  • 5 referanser

funksjoner

- De genereres ved å gruppere forskjellige molekyler (molekylær sverm).

- De er organiserte makromolekylære systemer.

- De har muligheten til å skille seg selv fra løsningen der de er, og danner dermed isolerte dråper.

- De kan absorbere organiske forbindelser inni.

- De kan øke vekten og volumet.

- De er i stand til å øke sin interne kompleksitet.

- De har et isolerende lag og kan selvbevare.

Forholdet til livets opprinnelse

I 1920-årene etablerte biokjemisten Aleksandr Oparin og den britiske vitenskapsmannen J. B. S. Haldane uavhengige ideer om betingelsene for livets opprinnelse på jorden..

Begge foreslo at organiske molekyler kunne dannes fra abiogene materialer i nærvær av en ekstern energikilde, for eksempel ultrafiolett stråling.

En annen av hans forslag var at den primitive atmosfæren hadde reduserende egenskaper: svært liten mengde fri oksygen. I tillegg foreslo de at det inneholdt ammoniakk og vanndamp, blant annet gasser.

De mistanke om at de første former for liv dukket opp i sjøen, varme og primitive, og var heterotrof (erholdt næringsstoffer Form eksisterende forbindelser på tidlig jorden) i stedet for autotrofe (generere mat og næringsstoffer fra sollys eller uorganiske materialer).

Oparin antatt at dannelsen av coacervates som fremmer dannelsen av mer komplekse sfæriske aggregater, som ble forbundet med lipid-molekyler slik at de holdes sammen ved hjelp av elektrostatiske krefter, og som kan ha vært forløpere for cellene.

Virkning av enzymer

Arbeid coacervates Oparin bekreftet at, essensiell for biokjemiske reaksjoner av metabolisme, enzymer fungert mer når de var inneholdt i den membranbundne kuler enn når fri i vandige oppløsninger.

Haldane, som ikke var kjent med coacervates Oparin, antatt at enkle organiske molekyler ble dannet først, og at i nærvær av ultrafiolett lys, ble stadig mer komplisert, noe som fører til de første cellene.

Ideene til Haldane og Oparin danner grunnlaget for mye av undersøkelsen om abiogenese, livets opprinnelse fra livløse stoffer, som fant sted i de siste tiårene.

Teorien om coacervates

Coacervates teori er en teori uttrykt ved biokjemisk Aleksander Oparin og antyder at livets opprinnelse ble innledet ved dannelsen av blandede kolloidale enheter kalt coacervates.

Coacervates dannes når flere kombinasjoner av proteiner og karbohydrater blir tilsatt til vann. Proteiner danner et grenselag med vann rundt dem som er tydelig skilt fra vannet de er suspendert i.

Disse koakervater ble studert av Oparin, som oppdaget at koakervater under visse betingelser kan stabiliseres i vann i flere uker hvis de får stoffskifte eller et system for å produsere energi.

Enzymer og glukose

For å oppnå dette tilsatt Oparin enzymer og glukose (sukker) til vannet. De coacervate absorberte enzymer og glukose, så forårsaket enzymer coacervatet å kombinere glukose med andre karbohydrater i koakervatet.

Dette førte til at coacervaten økte i størrelse. Avfallsproduktene fra glukose-reaksjonen ble utvist fra koakervatet.

Når coacervatet ble stort nok, begynte det å spontant bryte inn i mindre coacervates. Hvis strukturer avledet fra coacervatet mottok enzymer eller var i stand til å lage egne enzymer, kunne de fortsette å vokse og utvikle seg.

Deretter viste det påfølgende arbeidet til amerikanske biokjemikere Stanley Miller og Harold Urey at slike organiske materialer kan dannes fra uorganiske stoffer under simulerte forhold på tidlig jord..

Med sitt viktige eksperiment ble de i stand til å demonstrere syntesen av aminosyrer (de grunnleggende elementene i proteiner), som førte en gnist gjennom en blanding av enkle gasser i et lukket system.

søknader

For tiden er coacervates svært viktige verktøy for kjemisk industri. I mange kjemiske prosedyrer kreves analyse av forbindelser; Dette er et trinn som ikke alltid er lett, og i tillegg er det veldig viktig.

Av denne grunn arbeider forskerne kontinuerlig med å utvikle nye ideer for å forbedre dette avgjørende skrittet i utarbeidelsen av prøver. Målet med disse er alltid å forbedre kvaliteten på prøvene før de utfører analyseprosedyrene.

Det er mange teknikker som for tiden brukes til forhåndskonsentrasjon av prøver, men hver, i tillegg til mange fordeler, har også noen begrensninger. Disse ulempene fremmer kontinuerlig utvikling av nye utvinningsteknikker som er mer effektive enn de eksisterende metodene.

Disse undersøkelsene er også drevet av forskrifter og miljøhensyn. Litteraturen danner grunnlaget for å konkludere med at såkalte "grønne utvinningsteknikker" spiller en viktig rolle i moderne prøveteknikk.

"Grønne" teknikker

Den "grønne" karakteren av ekstraksjonsprosessen kan oppnås ved å redusere forbruket av kjemiske produkter, for eksempel organiske løsningsmidler, da disse er toksiske og skadelige for miljøet.

Prosedyrene som rutinemessig brukes til utarbeidelse av prøver, skal være miljøvennlige, være enkle å implementere, lave kostnader og ha en kortere varighet for å gjennomføre hele prosessen.

Disse kravene oppfylles ved anvendelse av koakervater ved fremstilling av prøver, da de er kolloider rike på tensoaktive midler og også fungerer som et ekstraksjonsmedium..

Dermed er koakervater et lovende alternativ for fremstilling av prøver fordi de tillater konsentrering av organiske forbindelser, metallioner og nanopartikler i forskjellige prøver.

referanser

  1. Evreinova, T.N., Mamontova, T. W., Karnauhov, V.N., Stephanov, S. B., & Hrust, U. R. (1974). Coacervate systemer og opprinnelse av livet. Origins of Life, 5(1-2), 201-205.
  2. Fenchel, T. (2002). Opprinnelsen og tidlig evolusjon av livet. Oxford University Press.
  3. Helium, L. (1954). Teorien om coacervation. Ny Venstre gjennomgang, 94(2), 35-43.
  4. Lazcano, A. (2010). Historisk Utvikling av Origins Research. Cold Spring Harbour Perspectives in Biology, (2), 1-8.
  5. Melnyk, A., Namieśnik, J., & Wolska, L. (2015). Teori og nyere anvendelser av coacervate-baserte utvinningsteknikker. TrAC - Trender i Analytisk Kjemi, 71, 282-292.
  6. Novak, V. (1974). The Coacervate-in-Coacervate Theory of the Origin of Life. Livets opprinnelse og evolusjonær biokjemi, 355-356.
  7. Novak, V. (1984). Nåværende tilstand av coacervate-in-coacervate teorien; opprinnelse og utvikling av cellestruktur. Origins of Life, 14, 513-522.
  8. Oparin, A. (1965). Livets opprinnelse. Dover Publications, Inc.