Đặc điểm chung, mối quan hệ với nguồn gốc của sự sống



các đồng phạm chúng là các nhóm protein, carbohydrate và các vật liệu khác được tổ chức trong một giải pháp. Thuật ngữ coacervado có nguồn gốc từ tiếng Latin coacervare và nó có nghĩa là "cụm." Các nhóm phân tử này có một số tính chất của tế bào; Bởi vì điều này, nhà khoa học người Nga Aleksander Oparin cho rằng các đồng phạm đã tạo ra những.

Oparin đề xuất rằng trong các vùng biển nguyên thủy có lẽ đã tồn tại các điều kiện thích hợp cho sự hình thành các cấu trúc này, từ việc nhóm các phân tử hữu cơ lỏng lẻo. Đó là, về cơ bản các coacervate được coi là một mô hình tiền tố.

Các đồng trùng hợp này sẽ có khả năng hấp thụ các phân tử khác, tăng trưởng và phát triển các cấu trúc bên trong phức tạp hơn, tương tự như các tế bào. Sau đó, thí nghiệm của các nhà khoa học Miller và Urey đã cho phép tái tạo các điều kiện của Trái đất nguyên thủy và sự hình thành của các đồng trùng hợp.

Chỉ số

  • 1 Đặc điểm
  • 2 Mối quan hệ với nguồn gốc của sự sống
    • 2.1 Hoạt động của enzyme
  • 3 Lý thuyết về đồng trùng hợp
    • 3.1 Enzyme và glucose
  • 4 ứng dụng
    • 4.1 Kỹ thuật "Xanh"
  • 5 tài liệu tham khảo

Tính năng

- Chúng được tạo ra bằng cách nhóm các phân tử khác nhau (bầy phân tử).

- Chúng được tổ chức các hệ thống cao phân tử.

- Chúng có khả năng tự tách khỏi dung dịch nơi chúng sinh ra, do đó hình thành các giọt cô lập.

- Chúng có thể hấp thụ các hợp chất hữu cơ bên trong.

- Họ có thể tăng trọng lượng và khối lượng của họ.

- Họ có khả năng tăng độ phức tạp bên trong của họ.

- Chúng có một lớp cách nhiệt và có thể tự bảo quản.

Mối quan hệ với nguồn gốc của sự sống

Vào những năm 1920, nhà hóa sinh học Alexanderr Oparin và nhà khoa học người Anh J. B. S. Haldane đã độc lập thiết lập những ý tưởng tương tự về các điều kiện cần thiết cho nguồn gốc sự sống trên Trái đất..

Cả hai đều cho rằng các phân tử hữu cơ có thể được hình thành từ các vật liệu abiogen với sự có mặt của một nguồn năng lượng bên ngoài, chẳng hạn như bức xạ cực tím.

Một đề xuất khác của ông là bầu không khí nguyên thủy có tính chất giảm: lượng oxy tự do rất ít. Ngoài ra, họ cho rằng nó có chứa amoniac và hơi nước, trong số các loại khí khác.

Họ nghi ngờ rằng những dạng sống đầu tiên xuất hiện trong đại dương, ấm áp và nguyên thủy, và chúng là dị dưỡng (chúng thu được các chất dinh dưỡng được tạo thành từ các hợp chất tồn tại trong Trái đất nguyên thủy) thay vì tự dưỡng (tạo ra thức ăn và chất dinh dưỡng từ ánh sáng mặt trời hoặc vật liệu vô cơ).

Oparin tin rằng sự hình thành các đồng trùng hợp đã thúc đẩy sự hình thành các tập hợp hình cầu phức tạp khác, có liên quan đến các phân tử lipid cho phép chúng được giữ bởi các lực tĩnh điện, và đó có thể là tiền thân của các tế bào.

Hoạt động của enzyme

Công trình của Oparin coacervates đã xác nhận rằng các enzyme, cần thiết cho các phản ứng sinh hóa của quá trình trao đổi chất, hoạt động nhiều hơn khi chúng được chứa trong các quả cầu gắn màng hơn là khi chúng tự do trong dung dịch nước..

Haldane, người không quen thuộc với các đồng phạm của Oparin, tin rằng các phân tử hữu cơ đơn giản được hình thành đầu tiên và, với sự hiện diện của tia cực tím, chúng ngày càng trở nên phức tạp, tạo ra các tế bào đầu tiên.

Ý tưởng của Haldane và Oparin đã hình thành nên cơ sở của nhiều nghiên cứu về sinh sản, nguồn gốc sự sống từ các chất vô hồn, diễn ra trong những thập kỷ qua.

Lý thuyết về coacervates

Lý thuyết về coacervates là một lý thuyết được thể hiện bởi nhà hóa sinh Aleksander Oparin và cho rằng nguồn gốc của sự sống có trước khi hình thành các đơn vị keo hỗn hợp gọi là coacervates.

Coacervate được hình thành khi một số kết hợp protein và carbohydrate được thêm vào nước. Protein tạo thành một lớp nước biên bao quanh chúng tách biệt rõ ràng với nước mà chúng lơ lửng.

Các coacervate này được nghiên cứu bởi Oparin, người đã phát hiện ra rằng trong một số điều kiện nhất định, coacervate có thể được ổn định trong nước trong nhiều tuần nếu chúng được trao đổi chất, hoặc một hệ thống để tạo ra năng lượng.

Enzyme và glucose

Để đạt được điều này, Oparin đã thêm enzyme và glucose (đường) vào nước. Các coacervate hấp thụ các enzyme và glucose, sau đó các enzyme đã tạo ra coacervate kết hợp glucose với các carbohydrate khác trong coacervate.

Điều này khiến coacervate tăng kích thước. Các chất thải của phản ứng glucose đã bị trục xuất khỏi coacervate.

Khi coacervate trở nên đủ lớn, nó bắt đầu tự động vỡ thành các coacervate nhỏ hơn. Nếu các cấu trúc có nguồn gốc từ coacervate nhận được enzyme hoặc có thể tự tạo enzyme, chúng có thể tiếp tục tăng trưởng và phát triển.

Sau đó, công trình tiếp theo của các nhà hóa sinh người Mỹ Stanley Miller và Harold Urey đã chỉ ra rằng các vật liệu hữu cơ như vậy có thể được hình thành từ các chất vô cơ trong điều kiện mô phỏng của Trái đất sơ khai..

Với thí nghiệm quan trọng của họ, họ đã có thể chứng minh sự tổng hợp các axit amin (yếu tố cơ bản của protein), truyền tia lửa qua hỗn hợp các khí đơn giản trong một hệ thống kín.

Ứng dụng

Hiện nay, coacervates là công cụ rất quan trọng đối với ngành hóa chất. Trong nhiều quy trình hóa học, việc phân tích các hợp chất là bắt buộc; Đây là một bước không phải lúc nào cũng dễ dàng và ngoài ra, nó rất quan trọng.

Vì lý do này, các nhà nghiên cứu không ngừng làm việc để phát triển các ý tưởng mới để cải thiện bước quan trọng này trong việc chuẩn bị mẫu. Mục tiêu của những điều này là luôn cải thiện chất lượng của các mẫu trước khi thực hiện các quy trình phân tích.

Có nhiều kỹ thuật hiện đang được sử dụng để tập trung trước các mẫu, nhưng mỗi kỹ thuật, ngoài nhiều ưu điểm, còn có một số hạn chế. Những nhược điểm này thúc đẩy sự phát triển liên tục của các kỹ thuật chiết xuất mới hiệu quả hơn các phương pháp hiện có.

Những cuộc điều tra cũng được thúc đẩy bởi các quy định và mối quan tâm về môi trường. Các tài liệu cung cấp cơ sở để kết luận rằng cái gọi là "kỹ thuật chiết xanh" đóng vai trò quan trọng trong kỹ thuật chuẩn bị mẫu hiện đại.

Kỹ thuật "xanh"

Đặc tính "xanh" của quá trình chiết xuất có thể đạt được bằng cách giảm tiêu thụ các sản phẩm hóa học, như dung môi hữu cơ, vì những chất này độc hại và có hại cho môi trường.

Các quy trình được sử dụng thường xuyên để chuẩn bị mẫu phải thân thiện với môi trường, dễ thực hiện, có chi phí thấp và có thời gian ngắn hơn để thực hiện toàn bộ quy trình.

Những yêu cầu này được đáp ứng bằng cách áp dụng các đồng trùng hợp trong quá trình chuẩn bị mẫu, vì chúng là chất keo giàu chất hoạt động kéo căng và cũng có chức năng như một môi trường chiết..

Do đó, coacervate là một sự thay thế đầy hứa hẹn cho việc chuẩn bị mẫu vì chúng cho phép cô đặc các hợp chất hữu cơ, ion kim loại và hạt nano trong các mẫu khác nhau.

Tài liệu tham khảo

  1. Evreinova, T.N., Mamontova, T.W., Karnauhov, V.N., Stephanov, S.B., & Hrust, U. R. (1974). Hệ thống đồng phát và nguồn gốc của sự sống. Nguồn gốc của sự sống, 5(1-2), 201-205.
  2. Fenchel, T. (2002). Nguồn gốc và sự phát triển sớm của cuộc sống. Nhà xuất bản Đại học Oxford.
  3. Heli, L. (1954). Lý thuyết về đồng bảo tồn. Đánh giá mới, 94(2), 35-43.
  4. Núi lửa, A. (2010). Lịch sử phát triển của nghiên cứu nguồn gốc. Quan điểm của cảng xuân lạnh trong sinh học, (2), 1-8.
  5. Melnyk, A., Namieśnik, J., & Wolska, L. (2015). Lý thuyết và các ứng dụng gần đây của kỹ thuật chiết xuất dựa trên coacervate. TrAC - Xu hướng hóa học phân tích, 71, 282-292.
  6. Novak, V. (1974). Lý thuyết Coacervate-in-Coacervate về nguồn gốc của sự sống. Nguồn gốc của sự sống và hóa sinh tiến hóa, 355-356.
  7. Novak, V. (1984). Hiện trạng của lý thuyết coacervate-in-coacervate; nguồn gốc và sự phát triển của cấu trúc tế bào. Nguồn gốc của sự sống, 14, 513-522.
  8. Oparin, A. (1965). Nguồn gốc của sự sống. Ấn phẩm Dover, Inc.