خصائص متداخلة ، العلاقة مع أصل الحياة

ال coacervates هم مجموعات منظمة من البروتينات والكربوهيدرات والمواد الأخرى في محلول. مصطلح coacervado يأتي من اللاتينية coacervare وهذا يعني "الكتلة". هذه المجموعات الجزيئية لها بعض خصائص الخلايا. وبسبب هذا ، اقترح العالم الروسي ألكساندر أوبارين أن المتسللين تسببوا في ذلك.

اقترح أوبارين أنه ربما توجد في البحار البدائية الظروف المناسبة لتشكيل هذه البنى ، من تجميع الجزيئات العضوية السائبة. وهذا هو ، coacervates أساسا تعتبر نموذج precellular.

سيكون لهذه القواقع القدرة على امتصاص الجزيئات الأخرى ، وتنمو وتطور بنى داخلية أكثر تعقيدًا ، على غرار الخلايا. في وقت لاحق ، سمحت تجربة العالمين ميلر وأوري بإعادة تكوين ظروف الأرض البدائية وتشكيل الصخور.

مؤشر

• 1 الخصائص
• 2 العلاقة مع أصل الحياة
  • 2.1 عمل الانزيمات
• 3 نظرية coacervates
  • 3.1 الانزيمات والجلوكوز
• 4 تطبيقات
  • 4.1 التقنيات "الخضراء"
• 5 المراجع

ملامح

- يتم إنشاؤها عن طريق تجميع جزيئات مختلفة (سرب الجزيئي).

- هم نظم الجزيئات الكبيرة.

- لديهم القدرة على الانفصال عن الحل أينما كانوا ، وبالتالي تشكيل قطرات معزولة.

- يمكنهم امتصاص المركبات العضوية في الداخل.

- يمكنهم زيادة وزنهم وحجمهم.

- فهي قادرة على زيادة تعقيدها الداخلي.

- لديهم طبقة عازلة ويمكن الحفاظ عليها.

العلاقة مع أصل الحياة

في العشرينات من القرن العشرين ، وضع أخصائي الكيمياء الحيوية ألكسندر أوبارين والعالم البريطاني ج. ب. هالدين أفكارًا متشابهة بشكل مستقل حول الشروط المطلوبة لأصل الحياة على الأرض..

اقترح كلاهما أن الجزيئات العضوية يمكن أن تتشكل من مواد غير مولدية في وجود مصدر طاقة خارجي ، مثل الأشعة فوق البنفسجية.

وكان من بين مقترحاته الأخرى أن الغلاف الجوي البدائي له خصائص منخفضة: كمية قليلة جدًا من الأكسجين الحر. بالإضافة إلى ذلك ، اقترحوا أنه يحتوي على الأمونيا وبخار الماء ، من بين غازات أخرى.

لقد اشتبهوا في أن الأشكال الأولى للحياة ظهرت في المحيط ، دافئة وبدائية ، وأنها كانت غير متجانسة (حيث حصلوا على مغذيات مسبقة التشكيل من المركبات الموجودة في الأرض البدائية) بدلاً من أن تكون ذاتية التغذية (توليد الغذاء والمغذيات من أشعة الشمس أو المواد غير العضوية).

يعتقد أوبارين أن تكوين coacervates عزز تشكيل المجاميع الكروية الأخرى الأكثر تعقيدًا ، والتي ارتبطت بجزيئات الدهون التي سمحت بتماسكها بواسطة قوى كهروستاتيكية ، والتي كان يمكن أن تكون سلائف الخلايا.

عمل الانزيمات

أكد عمل coacervates Oparin أن الإنزيمات ، ضرورية للتفاعلات الكيميائية الحيوية لعملية التمثيل الغذائي ، تعمل بشكل أكبر عندما كانت محتواة داخل الأجسام المرتبطة بالغشاء أكثر من عندما كانت خالية في المحاليل المائية..

يعتقد هالدين ، الذي لم يكن على دراية بأقنعة أوبارين ، أن الجزيئات العضوية البسيطة تشكلت أولاً ، وبوجود ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، أصبحت معقدة بشكل متزايد ، مما أدى إلى ظهور الخلايا الأولى.

شكلت أفكار هالدين وأوبارين أساسًا لجزء كبير من الأبحاث حول التخليق الحيوي ، أصل الحياة من المواد المهملة ، والتي حدثت في العقود الماضية.

نظرية coacervates

نظرية coacervates هي نظرية عبر عنها الكيميائي الحيوي ألكساندر أوبارين وتشير إلى أن أصل الحياة سبقه بتكوين وحدات الغروية المختلطة تسمى coacervates.

تتشكل Coacervates عند إضافة مجموعات متعددة من البروتينات والكربوهيدرات إلى الماء. تشكل البروتينات طبقة من المياه المحيطة بها مفصولة بوضوح عن الماء الذي يتم تعليقه فيه.

قام أوبارين بدراسة هذه الأجزاء المرافقة ، والتي اكتشفت أنه في ظل ظروف معينة ، يمكن تثبيت الثنيات في الماء لعدة أسابيع إذا تم إعطاؤها عملية استقلاب أو نظام لإنتاج الطاقة..

الانزيمات والجلوكوز

لتحقيق ذلك ، أضاف أوبارين الإنزيمات والجلوكوز (السكر) إلى الماء. إن الأنزيمات الممتصّة للجلوكوز والغلوكوز ، ثم تسببت الأنزيمات في ضمير الأنزيمات للجلوكوز مع الكربوهيدرات الأخرى في الكوراكفات.

هذا تسبب في زيادة coacervate في الحجم. طردت نفايات تفاعل الجلوكوز من coacervate.

بمجرد أن أصبح coacervate كبيرًا بما فيه الكفاية ، بدأ في التقسيم التلقائي إلى coacervates أصغر. إذا تلقت الهياكل المستمدة من coacervate الأنزيمات أو كانت قادرة على إنشاء الإنزيمات الخاصة بهم ، فإنها يمكن أن تستمر في النمو والتطور.

بعد ذلك ، أظهر العمل اللاحق للكيميائيين الحيويين الأمريكيين ستانلي ميلر وهارولد أوري أنه يمكن تشكيل هذه المواد العضوية من مواد غير عضوية في ظل ظروف محاكاة للأرض المبكرة..

من خلال تجربتهم المهمة ، تمكنوا من إثبات تخليق الأحماض الأمينية (العناصر الأساسية للبروتينات) ، لتمرير شرارة عبر مزيج من الغازات البسيطة في نظام مغلق.

تطبيقات

حاليا ، coacervates هي أدوات مهمة جدا للصناعة الكيميائية. في العديد من الإجراءات الكيميائية ، يلزم تحليل المركبات ؛ هذه خطوة ليست سهلة دائمًا ، بالإضافة إلى أنها مهمة جدًا.

لهذا السبب ، يعمل الباحثون باستمرار على تطوير أفكار جديدة لتحسين هذه الخطوة الحاسمة في إعداد العينات. الهدف من هذه دائمًا هو تحسين جودة العينات قبل تنفيذ الإجراءات التحليلية.

هناك العديد من التقنيات المستخدمة حاليًا للتركيز المسبق للعينات ، ولكن لكل منها ، بالإضافة إلى العديد من المزايا ، بعض القيود أيضًا. هذه العيوب تعزز التطوير المستمر لتقنيات الاستخراج الجديدة أكثر فعالية من الطرق الحالية.

هذه التحقيقات هي أيضا مدفوعة باللوائح والاهتمامات البيئية. توفر الأدبيات الأساس لاستنتاج أن ما يسمى "تقنيات الاستخراج الأخضر" تلعب دورًا حيويًا في تقنيات إعداد العينات الحديثة.

التقنيات "الخضراء"

يمكن تحقيق الطابع "الأخضر" لعملية الاستخراج عن طريق تقليل استهلاك المنتجات الكيماوية ، مثل المذيبات العضوية ، لأن هذه المواد سامة ومضرة بالبيئة.

يجب أن تكون الإجراءات المستخدمة بشكل روتيني لإعداد العينات ملائمة للبيئة ، وأن تكون سهلة التنفيذ ، وتكلفة منخفضة ، ومدة أقصر لتنفيذ العملية بأكملها..

يتم استيفاء هذه المتطلبات من خلال تطبيق coacervates في إعداد العينات ، لأنها غروانية غنية بالعوامل النشطة الشد وأيضا تعمل كوسيلة استخراج..

وبالتالي ، تعتبر coacervates بديلاً واعداً لإعداد العينات لأنها تسمح بتركيز المركبات العضوية والأيونات المعدنية والجزيئات النانوية في عينات مختلفة.

مراجع

1. Evreinova، T.N.، Mamontova، T.W.، Karnauhov، V.N.، Stephanov، S.B.، & Hrust، U. R. (1974). Coacervate النظم وأصل الحياة. أصول الحياة, 5(1-2) ، 201-205.
2. فينشل ، ت. (2002). أصل وتطور الحياة في وقت مبكر. مطبعة جامعة أكسفورد.
3. الهيليوم ، L. (1954). نظرية التعقيم. مراجعة اليسار الجديد, 94(2) ، 35-43.
4. لازكانو (2010). التطور التاريخي لأبحاث الأصول. وجهات نظر ميناء البرد الربيع في علم الأحياء, (2) ، 1-8.
5. Melnyk، A.، Namieśnik، J.، & Wolska، L. (2015). النظرية والتطبيقات الحديثة لتقنيات الاستخراج القائمة على coacervate. تراك - الاتجاهات في الكيمياء التحليلية, 71, 282-292.
6. Novak، V. (1974). في Coacervate في Coacervate نظرية أصل الحياة. أصل الحياة والكيمياء الحيوية التطورية, 355-356.
7. نوفاك ، خامسا (1984). الوضع الحالي لنظرية coacervate في coacervate. أصل وتطور بنية الخلية. أصول الحياة, 14, 513-522.
8. أوبارين (1965). أصل الحياة. منشورات دوفر ، وشركة.