Coacrervados

Spieghiamo cosa sono i coacertados, le loro caratteristiche e la formazione

I coacertados sono gruppi o "sciami" molecolari che si formano spontaneamente in soluzioni acquose

Cosa sono i coacertados?

IL Coacrervados Sono definiti come gocce colloidali o gruppi formati da macromolecole come proteina, acidi nucleici, polimeri sintetici, ecc., che si sono formati spontaneamente e che rimangono insieme l'uno con l'altro grazie a diversi tipi di interazioni chimiche.

La parola Colloidale si riferisce a una delle caratteristiche più sorprendenti di queste strutture, poiché lo è gocce Liquido che contengono due fasi impossibili, cioè non si mescolano tra loro, né a causa della repulsione del carico né per effetti idrofobici correlati alle macromolecole che li costituiscono.

In queste gocce si verifica una separazione di fasi liquide-liquid, in cui una regione più compatta nelle macromolecole, è in un equilibrio termodinamico con una fase diluita o liquida, con la quale non è miscelato.

I coacervados di solito si formano spontaneamente in soluzioni acquose o miscele, consentendo una sorta di compartimentazione stabile senza la presenza di una membrana, come con le cellule viventi.

Di conseguenza, queste strutture si verificano comunemente in natura e sono molto importanti per i diversi processi biologici in un gran numero di organismi.

Tuttavia, lo studio dei coacervados non è limitato solo ai nostri tempi moderni. All'inizio degli anni '20, il biochimico russo Alexander Oparin propose che questi gruppi di molecole avrebbero potuto dare origine alle prime cellule sulla Terra primitiva.

Teoria dei coacertados

Diverse teorie sono state proposte in tutta la storia dell'umanità per spiegare l'origine degli esseri viventi come sappiamo oggi.

Dopo il licenziamento delle teorie sull'origine della vita da generazione spontanea, Molti si inchinarono verso l'idea dell'origine fisico -chimica degli esseri viventi.

Questa teoria è stata postulata all'inizio del 20 ° secolo dal biochimico russo Alexander Oparin (nel suo libro intitolato L'origine della vita) e dal genetista britannico John Burdon Haldane, i cui lavori, sebbene indipendenti, condividevano idee molto simili.

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L'argomento principale della teoria si basava sul fatto che la vita avrebbe potuto emergere per la prima volta sulla terra all'interno delle strutture che chiamiamo oggi Coacrervados, formato da un'immensa varietà di molecole organiche.

Basato sono le loro osservazioni secondo cui i coacertados potrebbero persino formarsi in soluzioni molto diluite di diverse molecole, oparin e Haldane hanno proposto che il coacevation (formazione di coacertados) avrebbe potuto essere il modo in cui si è verificata la separazione della fase fluida nel "brodo" primordiale della Terra abiotica.

In altre parole, questi scienziati pensavano che le prime cellule avrebbero potuto formarsi dal gruppo spontaneo di molecole organiche contenute nelle acque dei mari, comprese le proteine ​​con attività enzimatica, che potrebbero essere complesse e stabilire strutture più ordinate e autonome.

Brodo primordiale?: Sintesi abiotica

Sebbene il coacermed avesse un ruolo fondamentale nella teoria dell'origine della vita di Open di Open, aveva senso solo alla luce della concezione che un lungo periodo di Sintesi abiotica.

Questa sintesi si riferiva alla produzione e all'accumulo di precursori di composti organici di proteine ​​e acidi nucleici, ad esempio grazie a:

• L'azione dell'energia dalle radiazioni ultraviolette e dai temporali.
• Al contributo dei vulcani di vulcani e corpi spaziali.
• All'ambiente acquoso dei mari primitivi.
• Condizioni atmosferiche della terra iniziale.

Esperimenti di Miller e Urey

Stanley Miller e Harold Urey hanno progettato un esperimento che ha permesso loro di "ricreare" le condizioni atmosferiche e fisico -chimiche dei mari nella Terra primitiva, con ciò che hanno ottenuto, dopo una settimana di reazione, produce molecole organiche come gli aminoacidi da altri composti chimici semplice

Alcuni anni dopo che Oplor e Haldane hanno presentato le loro teorie davanti alla comunità scientifica, i biochimici americani Stanley Miller e Harold Urey, negli anni '50, hanno progettato una serie di esperimenti per provare ricreare le condizioni primitivo della terra e sostegno o negano la teoria dei coacervados.

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Nei loro esperimenti, Stanley e Urey sono riusciti a ottenere semplici molecole organiche, come gli aminoacidi, sostenendo l'idea che la vita avrebbe potuto essere sorgente da precursori organici relativamente semplici e con le condizioni ipotizzate per la terra abiotica.

Caratteristiche dei coacertados

• Sono gruppi di macromolecole organiche, generalmente acidi proteici o nucleici.
• Sono colloidi, in quanto hanno due fasi impossibili, che non si mescolano tra loro e che sono in sospensione, isolate dal resto del liquido circostante.
• Si formano spontaneamente da molecole di sospensione associate e sono molto comuni in diversi contesti cellulari e ambientali.
• Sono strutture organizzate, in cui esiste un equilibrio tra il denso gruppo di molecole che le formano e la loro porzione acquosa.
• Possono essere semplici, formati da un singolo tipo di molecola o complesso, formati da più di una classe di molecole.
• Sono in grado di mantenere la loro struttura da soli e persino aumentare la loro complessità introducendo nuove molecole ambientali.
• All'interno, possono verificarsi diverse reazioni chimiche, variando la sua composizione, peso e volume a breve termine.
• Condividono alcune proprietà delle cellule viventi, ma non sono considerati entità viventi, perché non sono in grado di riprodurre o nutrirsi.

Formazione di coacervados (coacevation)

La formazione dei coacertados è anche nota come coacevation Ed è il processo che generalmente ha la sua origine da una separazione di fasi liquide-liquid, che consiste nella separazione reversibile di un liquido omogeneo in due fasi, una più concentrata rispetto all'altra.

La coacevazione dipende da diverse condizioni fisico -chimiche come temperatura, pH, concentrazione di sali, concentrazione di macromolecole, ecc. Inoltre, questo processo dipende dal tipo di coercitivo che si forma, semplice o complesso.

Come accennato in precedenza, i semplici coacerati sono formati da un singolo tipo di molecola organica e complessi sono formati da due o più molecole.

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Durante la formazione di semplici coacerati, si verificano una serie di interazioni chimiche che dipendono dalle caratteristiche della macromolecola in questione. Ad esempio, se si tratta di molecole della stessa proteina, la formazione di coacrervados ha a che fare con l'autoassemblaggio di queste molecole attraverso interazioni elettrostatiche, da parte di van der Waals o idrofobica.

D'altra parte, la formazione di coacertados complessi dipende principalmente dalle interazioni elettrostatiche, poiché è stato dimostrato che il Neutralizzazione elettrostatica favorisce la coalescenza delle macromolecole in equilibrio.

Funzioni e applicazioni dei coacertados

Ad esempio, in alcuni molluschi e polistatori marini la formazione di coacertados extracellulari è essenziale per molte delle sue funzioni primarie.

Inoltre, questi sono stati associati all'aggregazione intracellulare della proteina, con il traffico attraverso il complesso dei pori nucleari e con alcune malattie neurodegenerative nell'uomo.

I coacertados sono anche sfruttati nell'industria alimentare, nei settori della ricerca di biofisica, biomateriali e biologia cellulare, principalmente a causa della loro impressionante diversità, composizione e ordinamento o topologia.

Riferimenti

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