Συναρτησιακά χαρακτηριστικά, Σχέση με την προέλευση της ζωής

Το συνεχείς είναι οργανωμένες ομάδες πρωτεϊνών, υδατανθράκων και άλλων υλικών σε ένα διάλυμα. Ο όρος coacervado προέρχεται από λατινικά συνεκπαίδευση και σημαίνει "σύμπλεγμα". Αυτές οι μοριακές ομάδες έχουν κάποιες ιδιότητες των κυττάρων. Εξαιτίας αυτού, ο ρώσος επιστήμονας Aleksander Oparin πρότεινε ότι τα συνεπαρχητικά αυτά προέκυψαν.

Oparin πρότεινε ότι πρωτόγονες θάλασσες πιθανώς υπήρχε κατάλληλη για το σχηματισμό αυτών των δομών, από την ομάδα των οργανικών μορίων χαλαρών συνθηκών. Δηλαδή, βασικά τα coacervates θεωρούνται πρόδρομο μοντέλο.

Αυτά τα coacervates θα έχουν την ικανότητα να απορροφούν άλλα μόρια, να αναπτύσσονται και να αναπτύσσουν πιο σύνθετες εσωτερικές δομές, παρόμοιες με τα κύτταρα. Αργότερα, το πείραμα των επιστημόνων Miller και Urey επέτρεψε να αναδημιουργήσει τις συνθήκες της πρωτόγονης Γης και το σχηματισμό των coacervates.

Ευρετήριο

• 1 Χαρακτηριστικά
• 2 Σχέση με την προέλευση της ζωής
  • 2.1 Δράση των ενζύμων
• 3 Θεωρία των coacervates
  • 3.1 Ένζυμα και γλυκόζη
• 4 Εφαρμογές
  • 4.1 "Πράσινες" τεχνικές
• 5 Αναφορές

Χαρακτηριστικά

- Αυτά παράγονται με την ομαδοποίηση διαφορετικών μορίων (μοριακό σμήνος).

- Είναι οργανωμένα μακρομοριακά συστήματα.

- Έχουν την ικανότητα να αυτοδιαχωρίζονται από τη λύση όπου βρίσκονται, σχηματίζοντας έτσι μεμονωμένες σταγόνες.

- Μπορούν να απορροφήσουν οργανικές ενώσεις μέσα.

- Μπορούν να αυξήσουν το βάρος τους και τον όγκο τους.

- Είναι ικανές να αυξήσουν την εσωτερική πολυπλοκότητά τους.

- Έχουν μονωτικό στρώμα και μπορούν να αυτο-διατηρούν.

Σχέση με την προέλευση της ζωής

Στη δεκαετία του 1920, ο βιοχημικός Aleksandr Oparin και ο βρετανός επιστήμονας J. B. S. Haldane ανέπτυξαν ανεξάρτητα παρόμοιες ιδέες για τις συνθήκες που απαιτούνται για την προέλευση της ζωής στη Γη..

Και οι δύο πρότειναν ότι τα οργανικά μόρια θα μπορούσαν να σχηματιστούν από αβιογόνα υλικά παρουσία μιας εξωτερικής πηγής ενέργειας, όπως η υπεριώδης ακτινοβολία.

Μια άλλη από τις προτάσεις του ήταν ότι η πρωτόγονη ατμόσφαιρα είχε μειωτικές ιδιότητες: ελάχιστη ποσότητα ελεύθερου οξυγόνου. Επιπλέον, πρότειναν ότι περιείχε αμμωνία και υδρατμούς, μεταξύ άλλων αερίων.

Είναι υποψία ότι οι πρώτες μορφές ζωής εμφανίστηκαν στον ωκεανό, ζεστό και πρωτόγονη, και ήταν ετερότροφα (που λαμβάνεται θρεπτικά συστατικά Προσχηματισμένες υφιστάμενων ενώσεων για την πρώιμη Γη) παρά αυτοτροφικής (παραγωγή τροφίμων και θρεπτικών συστατικών από το φως του ήλιου ή ανόργανα υλικά).

Oparin πιστεύεται ότι ο σχηματισμός συσσωματωμάτων προώθηση του σχηματισμού συμπλόκου πιο σφαιρικά συσσωματώματα, τα οποία συνδέθηκαν με λιπιδικά μόρια επιτρέποντας τους συγκρατούνται μεταξύ τους με ηλεκτροστατικές δυνάμεις, και τα οποία μπορεί να ήταν πρόδρομοι των κυττάρων.

Δράση ενζύμων

Εργασία συσσωματώματα Oparin επιβεβαίωσε ότι, απαραίτητη για βιοχημικές αντιδράσεις του μεταβολισμού, ένζυμα λειτούργησε περισσότερο όταν περιείχοντο εντός της μεμβράνης σφαίρες δεσμευμένο απ 'ότι όταν ελεύθερο σε υδατικά διαλύματα.

Haldane, ο οποίος δεν ήταν εξοικειωμένος με τα συσσωματώματα Oparin, πιστεύεται ότι τα απλά οργανικά μόρια σχηματίστηκαν πρώτα και ότι υπό την παρουσία υπεριώδους φωτός, έγινε όλο και πιο περίπλοκο, που οδηγούν στα πρώτα κύτταρα.

Οι ιδέες του Haldane και του Oparin αποτέλεσαν τη βάση για ένα μεγάλο μέρος της έρευνας σχετικά με την αβιογένεση, την προέλευση της ζωής από τις άψυχες ουσίες που έλαβε χώρα τις τελευταίες δεκαετίες.

Θεωρία των συγχρόνων

θεωρία συσσωματώματα είναι μια θεωρία που εκφράζεται από βιοχημικές Aleksander Oparin και προτείνοντας ότι προηγείται του σχηματισμού των μικτών κολλοειδών μονάδες που ονομάζονται συσσωματώματα η προέλευση της ζωής ήταν.

Συσσωματώματα σχηματίζονται όταν πολλοί συνδυασμοί πρωτεϊνών και υδατανθράκων προστίθενται στο νερό. Οι πρωτεΐνες σχηματίζουν ένα οριακό στρώμα νερού γύρω τους το οποίο διαχωρίζεται σαφώς από το νερό στο οποίο αναστέλλονται.

Αυτά τα coacervates μελετήθηκαν από τον Oparin, ο οποίος ανακάλυψε ότι υπό ορισμένες συνθήκες, τα coacervates μπορούν να σταθεροποιηθούν σε νερό για εβδομάδες εάν τους δοθεί μεταβολισμός ή ένα σύστημα για την παραγωγή ενέργειας.

Ένζυμα και γλυκόζη

Για να επιτευχθεί αυτό, η Οπαρίνη έθεσε ένζυμα και γλυκόζη (ζάχαρη) στο νερό. Τα συζυγή απορρόφησαν ένζυμα και γλυκόζη, στη συνέχεια τα ένζυμα προκάλεσαν το συζευγμένο να συνδυάσει τη γλυκόζη με άλλους υδατάνθρακες στο συκώτι.

Αυτό προκάλεσε την αύξηση του μεγέθους του coacervate. Τα προϊόντα αποβλήτων της αντίδρασης γλυκόζης εκδιώχθηκαν από το συνεκτικό υλικό.

Μόλις το coacervate έγινε αρκετά μεγάλο, άρχισε να σπάει αυθόρμητα σε μικρότερα coacervates. Εάν οι δομές που προέρχονται από το coacervate έλαβαν τα ένζυμα ή ήταν σε θέση να δημιουργήσουν τα δικά τους ένζυμα, θα μπορούσαν να συνεχίσουν να αναπτύσσονται και να αναπτύσσονται.

Στη συνέχεια, η επακόλουθη εργασία του Miller και US Biochemical Stanley Harold Urey απέδειξαν ότι τέτοια οργανικά υλικά μπορούν να σχηματισθούν από ανόργανες ουσίες υπό συνθήκες οι οποίες προσομοιώνεται η πρώιμη Γη.

σημαντικό πείραμα του να αποδείξει οποιαδήποτε σύνθεση αμινοξέων (οι θεμελιώδεις δομικές μονάδες των πρωτεϊνών), περνώντας ένα σπινθήρα μέσω ενός απλού μίγματος των αερίων σε ένα κλειστό σύστημα.

Εφαρμογές

Επί του παρόντος, τα coacervates είναι πολύ σημαντικά εργαλεία για τη χημική βιομηχανία. Σε πολλές χημικές διαδικασίες απαιτείται η ανάλυση των ενώσεων. Αυτό είναι ένα βήμα που δεν είναι πάντα εύκολο και, επιπλέον, είναι πολύ σημαντικό.

Για το λόγο αυτό, οι ερευνητές εργάζονται συνεχώς για να αναπτύξουν νέες ιδέες για να βελτιώσουν αυτό το κρίσιμο βήμα στην προετοιμασία των δειγμάτων. Στόχος αυτών είναι πάντα η βελτίωση της ποιότητας των δειγμάτων πριν από τη διεξαγωγή των αναλυτικών διαδικασιών.

Υπάρχουν πολλές τεχνικές που χρησιμοποιούνται σήμερα για την προ-συγκέντρωση δειγμάτων, αλλά το καθένα, εκτός από πολλά πλεονεκτήματα, έχει επίσης ορισμένους περιορισμούς. Αυτά τα μειονεκτήματα προάγουν τη συνεχή ανάπτυξη νέων τεχνικών εξαγωγής που είναι πιο αποτελεσματικές από τις υπάρχουσες μεθόδους.

Αυτές οι έρευνες καθοδηγούνται επίσης από κανονισμούς και περιβαλλοντικές ανησυχίες. Η βιβλιογραφία παρέχει τη βάση για το συμπέρασμα ότι οι αποκαλούμενες "τεχνικές πράσινης εξαγωγής" διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στις σύγχρονες τεχνικές προετοιμασίας δειγμάτων.

"Πράσινες" τεχνικές

Το «πράσινο» διαδικασία εκχύλισης χαρακτήρας μπορεί να επιτευχθεί με τη μείωση της κατανάλωσης των χημικών ουσιών, όπως οργανικών διαλυτών, δεδομένου ότι αυτά είναι τοξικά και βλαβερά για το περιβάλλον.

Οι διαδικασίες που χρησιμοποιούνται συνήθως για την προετοιμασία των δειγμάτων πρέπει να είναι φιλικές προς το περιβάλλον, να είναι εύκολη στην υλοποίησή τους, να έχουν χαμηλό κόστος και να έχουν μικρότερη διάρκεια για να διεκπεραιώσουν ολόκληρη τη διαδικασία.

Οι απαιτήσεις αυτές ικανοποιούνται με την εφαρμογή συσσωματωμάτων κατά την προετοιμασία του δείγματος επειδή είναι πλούσια κολλοειδή επιφανειακά-δραστικούς παράγοντες και επίσης λειτουργεί ως μέσο εκχύλισης.

Έτσι, τα coacervates είναι μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική λύση για την παρασκευή των δειγμάτων επειδή επιτρέπουν τη συγκέντρωση των οργανικών ενώσεων, των μεταλλικών ιόντων και των νανοσωματιδίων σε διαφορετικά δείγματα.

Αναφορές

1. Evreinova, Τ.Ν., Mamontova, Τ.ν., Karnauhov, V.N., Stephanov, S.B., & Hrust, U.R. (1974). Συστήματα συγχώνευσης και προέλευση της ζωής. Προέλευση της ζωής, 5(1-2), 201-205.
2. Fenchel, Τ. (2002). Η προέλευση και η πρώιμη εξέλιξη της ζωής. Oxford University Press.
3. Helium, L. (1954). Θεωρία συσσωμάτωσης. Νέα αναθεώρηση από αριστερά, 94(2), 35-43.
4. Lazcano, Α. (2010). Ιστορική εξέλιξη της έρευνας αρχής. Cold Spring Harbor προοπτικές στη βιολογία, (2), 1-8.
5. Melnyk, Α., Namieśnik, J., & Wolska, L. (2015). Θεωρία και πρόσφατες εφαρμογές τεχνικών εκχύλισης με βάση το οξυγόνο. TrAC - Τάσεις στην Αναλυτική Χημεία, 71, 282-292.
6. Novak, V. (1974). Η θεωρία του Coacervate-in-Coacervate της προέλευσης της ζωής. Η προέλευση της ζωής και η εξελικτική βιοχημεία, 355-356.
7. Novak, V. (1984). Παρούσα κατάσταση της θεωρίας coacervate-in-coacervate. την προέλευση και την εξέλιξη της κυτταρικής δομής. Προέλευση της ζωής, 14, 513-522.
8. Oparin, Α. (1965). Η Προέλευση της Ζωής. Η Dover Publications, Inc.