Коацервация в биологии кратко
Обновлено: 02.07.2024
На этой стадии "органические" макромолекулы, образовавшиеся ранее в неорганических процессах, собираются в мелкие частицы. Голландский химик Бунгенберг де Ионг давно уже предложил называть этот процесс коацервацией.
Хотя терминобъяснение термина широко использовался, его смысл до сих пор остается недостаточно четко определенным. Возможно, это объясняется сложностью природы коацерват-ных частиц.
Среди них трудно найти две одинаковые по размеру, массе или составу. Химику это кажется ужасным - ведь он привык путем анализа точно устанавливать свойства исследуемого вещества.
К тому же коацерваты часто выглядят как синеватые или темные клейкие, резиноподобные вещества довольно отталкивающего вида. Пири говорит о них как об "отходах, возникающих в тех случаях, когда мы (неискушенные химики) пытаемся получить что-нибудь согласно указаниям учебников".
Статьи Блуа о беспорядочных полимерах и Опарина о реакциях обмена в коацерватных каплях дают ясное представление о трудностях экспериментирования в этой области. Недавно на проблему коацервации был пролит новый свет с несколько неожиданной стороны.
В последнее десятилетие океанологи обнаружили, что взвешенное в виде частиц органическое вещество встречается в морской воде значительно чаще, чем считалось до сих пор. Впервые такие агрегаты были обнаружены в проливе Лонг-Айленд.
Идею о коацерватах сформулировал А. И. Опарин. Он считал, что главная роль в превращении органических веществ в организмы принадлежала белкам, т. к они способны образовывать коллоидные комплексы, притягивающие к себе воду и тем создающие вокруг себя своеобразную оболочку. Такие комплексы благодаря диффузии могли слипаться и сливаться друг с другом, удаляя лишную воду. Этот процесс был назван ученым коацервацией.
Коацервация и коацерват
Что такое коацервация, коацерват?
Коацервация — процесс выделения из однородного раствора многомолекулярных фазово-обособленных образований, отделенных от внешней среды водной оболочкой.
Коацерват — многомолекулярный комплекс, отграниченный от внешней среды водной оболочкой, способный к примитивному метаболизму — поглощению из среды и выделению в нее определенных молекул.
КОАЦЕРВАЦИЯ (от лат. coacervatio — накопление), процесс на первой стадии возникновения жизни (биогенеза) , состоящий в объединении первоначальных органических соединений в дискретные группы с образованием частиц более крупного размера, т. е. коацерватов , считающихся в гипотезах о происхождении жизни своеобразными праорганизмами .
Экологический энциклопедический словарь. — Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии . И.И. Дедю . 1989 .
Смотреть что такое "КОАЦЕРВАЦИЯ" в других словарях:
Коацервация — (от лат. coacervatio собирание, накапливание) расслоение коллоидной системы с образованием коллоидных скоплений (коацерватов) в виде двух жидких слоев или капель. Коацервация может возникать в результате частичной дегидратации дисперсной фазы… … Википедия
КОАЦЕРВАЦИЯ — (от лат. coacervatio накопление) возникновение в растворе капель, обогащенных растворенным веществом. Обычно происходит в водных растворах белков и полисахаридов при добавлении электролитов и некоторых органических соединений. Коацервация… … Большой Энциклопедический словарь
коацервация — скапливание Словарь русских синонимов. коацервация сущ., кол во синонимов: 1 • скапливание (13) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин … Словарь синонимов
коацервация — – расслоение коллоидной системы с образованием новой жидкой фазы. Общая химия : учебник / А. В. Жолнин [1] … Химические термины
коацервация — (от лат. coacervatio накопление), возникновение в растворе капель, обогащённых растворённым веществом. Обычно происходит в водных растворах белков и полисахаридов при добавлении электролитов и некоторых органических соединений. Коацервация… … Энциклопедический словарь
коацервация — (лат. coacervatio собирание в кучу, накопление) образование в растворе полимера (в т. ч. и биополимера) капель или слоев, обогащенных растворенным веществом, коацерватов. Новый словарь иностранных слов. by EdwART, , 2009. коацервация и, мн. нет,… … Словарь иностранных слов русского языка
коацервация — koacervacija statusas T sritis chemija apibrėžtis Pusiausvirosios koloidinės sistemos pasidalijimas į dvi skystąsias fazes. atitikmenys: angl. coacervation rus. коацервация … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
коацервация — (лат. coacervatio собирание, накапливание) возникновение в растворе высокомолекулярного соединения капель, обогащенных растворенным веществом; по теории А. И. Опарина, К. гидратированных макромолекул, растворенных в водах первичного океана,… … Большой медицинский словарь
Коацервация — (от лат. coacervatio собирание в кучу, накопление) возникновение в растворе высокомолекулярного соединения капель, обогащенных растворённым веществом. Слияние (Коалесценция) коацерватных капель, которому может предшествовать их… … Большая советская энциклопедия
КОАЦЕРВАЦИЯ — (от лат. coacervatio собирание в кучу, накопление), выделение в р ре капель, обогащенных растворенным в вом. Последующее слияние этих капель может привести к разделению однородной жидкости на два слоя с четкой границей раздела между ними.… … Химическая энциклопедия
Опарин предположил, что в примитивных морях, вероятно, существовали подходящие условия для формирования этих структур, начиная от группировки рыхлых органических молекул. То есть в основном коацерваты считаются предклеточной моделью.
Эти коацерваты будут способны поглощать другие молекулы, расти и развивать более сложные внутренние структуры, подобные клеткам. Позже эксперимент ученых Миллера и Юри позволил воссоздать условия первобытной Земли и образования коацерватов..
черты
- Они генерируются путем группировки разных молекул (молекулярный рой).
- Они организованы макромолекулярные системы.
- Они обладают способностью к самостоятельному отделению от раствора, в котором они находятся, образуя изолированные капли.
- Они могут поглощать органические соединения внутри.
- Они могут увеличить свой вес и объем.
- Они способны увеличивать свою внутреннюю сложность.
- Они имеют изолирующий слой и могут самосохраняться.
Отношения с происхождением жизни
В 1920-х годах биохимик Александр Опарин и британский ученый Дж. Б. С. Холдейн независимо друг от друга выдвинули сходные представления об условиях, необходимых для возникновения жизни на Земле..
Оба предположили, что органические молекулы могут быть сформированы из абиогенных материалов в присутствии внешнего источника энергии, такого как ультрафиолетовое излучение.
Еще одно его предложение заключалось в том, что примитивная атмосфера обладает восстанавливающими свойствами: очень мало свободного кислорода. Кроме того, они предположили, что он содержит аммиак и водяной пар, среди других газов.
Они подозревали, что первые формы жизни появились в океане, теплые и примитивные, и что они были гетеротрофными (они получали предварительно сформированные питательные вещества из соединений, существующих на примитивной Земле) вместо того, чтобы быть автотрофными (генерируя пищу и питательные вещества из солнечного света). или неорганические материалы).
Опарин полагал, что образование коацерватов способствовало образованию других более сложных сферических агрегатов, которые были связаны с молекулами липидов, которые позволяли им удерживаться вместе электростатическими силами, и которые могли быть предшественниками клеток..
Действие ферментов
Работа Oparin coacervates подтвердила, что ферменты, необходимые для биохимических реакций метаболизма, функционировали больше, когда они содержались в мембраносвязанных сферах, чем когда они были свободны в водных растворах..
Холдейн, который не был знаком с коацерватами Опарина, считал, что сначала образуются простые органические молекулы и что в присутствии ультрафиолетового света они становятся все более сложными, что приводит к появлению первых клеток.
Идеи Холдейна и Опарина легли в основу многих исследований по абиогенезу, происхождению жизни из безжизненных веществ, которые проводились в последние десятилетия..
Теория коацерватов
Теория коацерватов является теорией, выраженной биохимиком Александром Опарином, и предполагает, что происхождению жизни предшествовало образование смешанных коллоидных единиц, называемых коацерватами..
Коацерваты образуются при добавлении в воду нескольких комбинаций белков и углеводов. Белки образуют пограничный слой воды вокруг них, который четко отделен от воды, в которой они взвешены.
Эти коацерваты были изучены Опарином, который обнаружил, что при определенных условиях коацерваты могут стабилизироваться в воде в течение нескольких недель, если им дают метаболизм или систему для производства энергии..
Ферменты и глюкоза
Для этого Опарин добавил в воду ферменты и глюкозу (сахар). Коацерват поглощает ферменты и глюкозу, а затем ферменты заставляют коацерват объединять глюкозу с другими углеводами в коацервате..
Это привело к увеличению размера коацервата. Отходы реакции глюкозы были удалены из коацервата.
Как только коацерват стал достаточно большим, он начал самопроизвольно распадаться на более мелкие коацерваты. Если структуры, полученные из коацервата, получают ферменты или способны создавать свои собственные ферменты, они могут продолжать расти и развиваться.
Впоследствии последующие работы американских биохимиков Стэнли Миллера и Гарольда Юри показали, что такие органические материалы могут образовываться из неорганических веществ в смоделированных условиях ранней Земли..
Своим важным экспериментом они смогли продемонстрировать синтез аминокислот (основных элементов белков), пропуская искру через смесь простых газов в замкнутой системе..
приложений
В настоящее время коацерваты являются очень важным инструментом для химической промышленности. Во многих химических процедурах требуется анализ соединений; Это шаг, который не всегда прост, и, кроме того, это очень важно.
По этой причине исследователи постоянно работают над созданием новых идей для улучшения этого важного шага в подготовке образцов. Цель этого всегда состоит в том, чтобы улучшить качество образцов перед выполнением аналитических процедур.
В настоящее время для предварительного концентрирования образцов используется много методов, но каждый, помимо многочисленных преимуществ, также имеет некоторые ограничения. Эти недостатки способствуют постоянному развитию новых методов экстракции, более эффективных, чем существующие методы..
Эти исследования также основаны на нормативных актах и экологических проблемах В литературе содержится основание для вывода о том, что так называемые "методы зеленой экстракции" играют жизненно важную роль в современных методах подготовки образцов..
"Зеленые" техники
Процедуры, обычно используемые для подготовки образцов, должны быть безопасными для окружающей среды, быть простыми в реализации, иметь низкую стоимость и иметь более короткую продолжительность для выполнения всего процесса..
Этим требованиям отвечает применение коацерватов при приготовлении образцов, так как они представляют собой коллоиды, богатые тензоактивными веществами, а также функционируют в качестве экстракционной среды..
Таким образом, коацерваты являются многообещающей альтернативой для приготовления образцов, поскольку они позволяют концентрировать органические соединения, ионы металлов и наночастицы в разных образцах..
Читайте также: