Koacervados

Vi förklarar vad Coacervados, deras egenskaper och träning är

Koacervados är grupper eller molekylära "svärmar" som bildas spontant i vattenhaltiga lösningar

Vad är coacervados?

De koacervados De definieras som kolloidala droppar eller grupper som bildas av makromolekyler såsom protein, nukleinsyror, syntetiska polymerer, etc., som bildas spontant och som förblir tillsammans med varandra tack vare olika typer av kemiska interaktioner.

Ordet Kolloidal hänvisar till en av de mest slående egenskaperna hos dessa strukturer, eftersom det är droppar Flytande som innehåller två oblandbara faser, det vill säga de blandas inte med varandra, varken på grund av belastningsavstötning eller av hydrofoba effekter relaterade till makromolekyler som gör dem upp.

I dessa droppar inträffar en separering av vätske-vätskefaser, där en mer kompakt rik region i makromolekyler-är i en termodynamisk jämvikt med en utspädd eller flytande fas, med vilken den inte är blandad.

Koacervados bildas vanligtvis spontant i vattenhaltiga lösningar eller blandningar, vilket möjliggör en slags stabil avdelning utan närvaro av ett membran, som med levande celler.

Följaktligen förekommer dessa strukturer ofta i naturen och är mycket viktiga för olika biologiska processer i ett stort antal organismer.

Studien av coacervados är emellertid inte bara begränsad till vår moderna tid. I början av 1920 -talet föreslog den ryska biokemisten Alexander Oparin att dessa molekylgrupper kunde ha gett upphov till de första cellerna i den primitiva jorden.

Coacervados teori

Olika teorier har föreslagits i hela mänsklighetens historia för att förklara ursprunget till levande varelser som vi vet idag.

Efter avskedandet av teorier om livets ursprung genom spontan generation, Många böjde sig mot idén om det fysikalisk -kemiska ursprunget till levande varelser.

Denna teori postulerades i början av 1900 -talet av den ryska biokemisten Alexander Oparin (i sin bok med titeln Livets ursprung) och av den brittiska genetikern John Burdon Haldane, vars jobb, även om de var oberoende, delade mycket liknande idéer.

Kan tjäna dig: hur matar svampar?Alexander Oparin i sitt laboratorium (till höger)

Teorins huvudargument var baserat på det faktum att livet kunde ha uppstått för första gången på jorden inuti de strukturer vi kallar idag koacervados, bildas av en enorm variation av organiska molekyler.

Baserat är deras observationer att coacervados till och med kunde bildas i mycket utspädda lösningar av olika molekyler, Oparin och Haldane föreslog att samarbetsvill (Coacervados -bildning) kunde ha varit det sätt på vilket separationen av fluidfasen i den primära "buljongen" på den abiotiska jorden inträffade.

Med andra ord trodde dessa forskare att de första cellerna kunde ha bildats från den spontana gruppen av organiska molekyler som finns i havets vatten, inklusive proteiner med enzymatisk aktivitet, som kan vara komplexa och etablera mer ordnade och autonoma strukturer.

Primärbuljong?: Abiotisk syntes

Även om de coacermed hade en grundläggande roll i teorin om ursprunget till Oparins liv och Haldane, var det bara meningsfullt i ljuset av uppfattningen att en lång period av Abiotisk syntes.

Denna syntes hänvisade till produktion och ackumulering av organiska föreningar föregångare av proteiner och nukleinsyror, till exempel tack vare:

• Åtgärd av energi från ultraviolett strålning och åskväder.
• Till bidraget från vulkaner i vulkaner och rymdkroppar.
• Till den vattenhaltiga miljön i de primitiva haven.
• Atmosfäriska förhållanden i det ursprungliga landet.

Miller och Urey -experiment

Stanley Miller och Harold Urey designade ett experiment som gjorde det möjligt för dem att "återskapa" de atmosfäriska och fysikalisk -kemiska förhållandena i den primitiva jorden, med vad de uppnådde, efter en vecka med reaktion, producera organiska molekyler som aminosyror från andra kemiska föreningar enkel

Några år efter att Oparin och Haldane presenterade sina teorier före det vetenskapliga samfundet, designade amerikanska biokemister Stanley Miller och Harold Urey på 50 -talet en serie experiment att prova återskapa villkoren primitiv av jorden och stöd eller förnekar teorin om Coacervados.

Kan tjäna dig: LDH: Funktioner, bestämning, reaktion, normala värden

I sina experiment lyckades Stanley och Urey erhålla enkla organiska molekyler, såsom aminosyror, vilket stödde idén att livet kunde ha uppstått från relativt enkla organiska föregångare och med de hypoturerade förhållandena för den abiotiska jorden.

Egenskaper hos coacervados

• De är organiska makromolekyler, i allmänhet protein eller nukleinsyror.
• De är kolloider, eftersom de har två oblandbara faser, som inte blandas med varandra, och som är i upphängning, isolerade från resten av den omgivande vätskan.
• De bildas spontant från suspensionsmolekyler som är associerade och är mycket vanliga i olika cell- och miljömässiga sammanhang.
• De är organiserade strukturer, där det finns en balans mellan det täta klusteret av molekyler som bildar dem och deras vattenhaltiga del.
• De kan vara enkla, bildade av en enda typ av molekyl, eller komplex, bildas av mer än en klass av molekyl.
• De kan själva behålla sin struktur och till och med öka sin komplexitet genom att introducera nya miljömolekyler.
• Inuti kan olika kemiska reaktioner uppstå, varierande dess sammansättning, vikt och volym på en mycket kort sikt.
• De delar vissa egenskaper hos levande celler, men anses inte vara levande enheter, eftersom de inte kan reproducera eller mata.

Coacervados Formation (Coacevation)

Bildningen av coacervados är också känd som samarbetsvill Och det är processen som i allmänhet har sitt ursprung från en separering av vätskevätskefaser, som består av den reversibla separationen av en homogen vätska i två faser, en mer koncentrerad än den andra.

Koacevation beror på olika fysikalisk -kemiska tillstånd såsom temperatur, pH, salterkoncentration, makromolekyler koncentration etc. Dessutom beror denna process på vilken typ av tvång som bildas, antingen enkel eller komplex.

Som nämnts tidigare bildas enkla koacerater av en enda typ av organisk molekyl och komplex bildas av två eller flera olika molekyler.

Det kan tjäna dig: Lastkapaciteten på planeten

Under bildningen av enkla koacerater inträffar en serie kemiska interaktioner som beror på egenskaperna hos makromolekylen i fråga. Till exempel, om dessa är molekyler av samma protein, har bildningen av coacervados att göra med självmontering av dessa molekyler genom elektrostatiska interaktioner, av van der Waals eller hydrofobiska.

Å andra sidan beror bildningen av komplexa Coacervados huvudsakligen på elektrostatiska interaktioner, eftersom det har visats att elektrostatisk neutralisering gynnar koalescensen av makromolekyler i en lösning i balans.

Funktioner och tillämpningar av Coacervados

I vissa blötdjur och marina polystagers är till exempel bildning av extracellulära coacervados avgörande för många av dess primära funktioner.

Dessutom har dessa associerats med den intracellulära aggregeringen av protein, med trafik genom kärnporkomplexet och med vissa neurodegenerativa sjukdomar hos människor.

Koacervados utnyttjas också inom livsmedelsindustrin, inom forskningen om biofysik, biomaterial och cellbiologi, främst på grund av deras imponerande mångfald, sammansättning och beställning eller topologi.

Referenser

1. Astoricchio, e., Alfano, c., Rajendran, l., Temussi, s. TILL., & Pastore, till. (2020). Den breda världen av coacevates: från havet till neurodegeneration. Trender inom biokemiska vetenskaper.
2. Clark, b. C., & Kolb, V. M. (2020). MacRobionnt: vagga för livets ursprung och skapande av en biosfär. Life, 10 (11), 278.
3. Lazcano a. (2010). Historisk utveckling av ursprungsforskning. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 2 (11), A002089. https: // doi.org/10.1101/cshperspect.A002089
4. Novák, v. J. (1974). Coacevate-in-coacevate-teorin om livets ursprung. I livets ursprung och evolutionär biokemi (pp. 355-368). Springer, Boston, MA.
5. Salomo, E. P., Berg, L. R., & Martin, D. W. (2011). Biologi (9: e edn). Brooks/Cole, Cengage Learning: USA.