COACERVATES: CIRI, HUBUNGAN DENGAN ASAL USUL KEHIDUPAN - BIOLOGI - 2026

The coacervates adalah kumpulan terancang protein, karbohidrat dan bahan-bahan lain dalam larutan. Istilah coacervate berasal dari bahasa Latin coacervare dan bermaksud "kelompok". Kumpulan molekul ini mempunyai beberapa sifat sel; Atas sebab ini, saintis Rusia, Aleksander Oparin mencadangkan agar rakan-rakan sekutu itu menimbulkan perkara ini.

Oparin mencadangkan bahawa di laut primitif keadaan yang sesuai mungkin wujud untuk pembentukan struktur ini, dari pengelompokan molekul organik yang longgar. Maksudnya, pada dasarnya koakervat dianggap sebagai model prekelular.

Coacervates

Coacervates ini mempunyai kemampuan untuk menyerap molekul lain, tumbuh dan mengembangkan struktur dalaman yang lebih kompleks, serupa dengan sel. Kemudian, eksperimen saintis Miller dan Urey memungkinkan untuk mencipta semula keadaan Bumi primitif dan pembentukan coacervates.

ciri

- Mereka dihasilkan dengan mengelompokkan molekul yang berbeza (kawanan molekul).

- Mereka adalah sistem makromolekul yang teratur.

- Mereka memiliki kemampuan untuk memisahkan diri dari penyelesaian di mana mereka berada, sehingga membentuk tetes yang terpencil.

- Mereka dapat menyerap sebatian organik di dalamnya.

- Mereka dapat meningkatkan berat badan dan jumlah mereka.

- Mereka mampu meningkatkan kerumitan dalaman mereka.

- Mereka memiliki lapisan penebat dan dapat dipelihara sendiri.

Hubungan dengan asal usul kehidupan

Pada tahun 1920-an ahli biokimia, Aleksandr Oparin dan saintis Britain, JBS Haldane secara bebas mengemukakan idea serupa mengenai keadaan yang diperlukan untuk asal usul kehidupan di Bumi.

Mereka berdua menyatakan bahawa molekul organik dapat terbentuk dari bahan abiogenik dengan adanya sumber tenaga luaran, seperti radiasi ultraviolet.

Satu lagi cadangannya adalah bahawa suasana primitif mempunyai sifat pengurangan: jumlah oksigen bebas yang sangat sedikit. Di samping itu, mereka mencadangkan bahawa ia mengandungi amonia dan wap air, antara lain gas.

Mereka mengesyaki bahawa bentuk kehidupan pertama muncul di lautan, hangat dan primitif, dan bahawa mereka heterotrofik (mereka memperoleh nutrien pracetak dari sebatian yang ada di Bumi awal) dan bukannya autotrofik (menghasilkan makanan dan nutrien dari sinar matahari. atau bahan bukan organik).

Oparin percaya bahawa pembentukan coacervate mendorong pembentukan agregat sfera lain yang lebih kompleks, yang dikaitkan dengan molekul lipid yang memungkinkannya disatukan oleh kekuatan elektrostatik, dan bahawa mereka mungkin menjadi pendahulu sel.

Tindakan enzim

Hasil kerja Coacervates Oparin mengesahkan bahawa enzim, yang penting untuk reaksi metabolisme biokimia, berfungsi lebih baik apabila terkandung dalam sfera terikat membran daripada ketika mereka bebas dalam larutan berair.

Haldane, yang tidak kenal dengan coacervates Oparin, percaya bahawa molekul organik sederhana terbentuk terlebih dahulu dan bahawa, dengan adanya cahaya ultraviolet, mereka menjadi semakin kompleks, sehingga menimbulkan sel pertama.

Idea-idea Haldane dan Oparin menjadi dasar bagi banyak penyelidikan mengenai abiogenesis, asal usul kehidupan dari zat-zat yang tidak bernyawa, yang terjadi dalam beberapa dekad kebelakangan ini.

Teori coacervates

Teori coacervate adalah teori yang dinyatakan oleh ahli biokimia Aleksander Oparin dan yang menunjukkan bahawa asal usul kehidupan didahului oleh pembentukan unit koloid campuran yang disebut coacervates.

Coacervates terbentuk apabila pelbagai kombinasi protein dan karbohidrat ditambahkan ke dalam air. Protein membentuk lapisan air di sekelilingnya yang jelas dipisahkan dari air di mana ia digantung.

Coacervates ini dikaji oleh Oparin, yang mendapati bahawa dalam keadaan tertentu, coacervates dapat stabil dalam air selama berminggu-minggu jika mereka diberi metabolisme, atau sistem untuk menghasilkan tenaga.

Enzim dan glukosa

Untuk mencapainya, Oparin menambahkan enzim dan glukosa (gula) ke dalam air. Coacervate menyerap enzim dan glukosa, kemudian enzim menyebabkan coacervate menggabungkan glukosa dengan karbohidrat lain dalam coacervate.

Ini menyebabkan ukuran coacervate meningkat. Produk sisa tindak balas glukosa dikeluarkan dari koakervat.

Setelah coacervate menjadi cukup besar, secara spontan ia mula berpecah menjadi coacervate yang lebih kecil. Sekiranya struktur yang berasal dari coacervate menerima enzim atau dapat membuat enzim mereka sendiri, mereka dapat terus tumbuh dan berkembang.

Selanjutnya, karya seterusnya oleh ahli biokimia Amerika Stanley Miller dan Harold Urey menunjukkan bahawa bahan organik seperti itu dapat terbentuk dari bahan bukan organik dalam keadaan yang mensimulasikan Bumi awal.

Dengan eksperimen penting mereka dapat menunjukkan sintesis asid amino (unsur asas protein), melalui percikan melalui campuran gas sederhana dalam sistem tertutup.

Permohonan

Pada masa ini, coacervates adalah alat yang sangat penting untuk industri kimia. Analisis kompaun diperlukan dalam banyak prosedur kimia; Ini adalah langkah yang tidak selalu mudah dan juga sangat penting.

Atas sebab ini, para penyelidik sentiasa berusaha untuk mengembangkan idea baru untuk memperbaiki langkah penting dalam penyediaan sampel. Objektif ini adalah untuk sentiasa meningkatkan kualiti sampel sebelum menjalankan prosedur analisis.

Terdapat banyak teknik yang digunakan untuk prakonsentrasi sampel, tetapi masing-masing, selain banyak kelebihan, juga mempunyai beberapa batasan. Kekurangan ini mendorong pengembangan teknik pengekstrakan baru yang lebih berkesan daripada kaedah yang ada.

Penyelidikan ini juga didorong oleh peraturan dan masalah alam sekitar. Literatur memberikan asas untuk menyimpulkan bahawa apa yang disebut "teknik pengekstrakan hijau" memainkan peranan penting dalam teknik penyediaan sampel moden.

Teknik "Hijau"

Karakter "hijau" proses pengekstrakan dapat dicapai dengan mengurangkan penggunaan bahan kimia, seperti pelarut organik, kerana ini beracun dan berbahaya bagi alam sekitar.

Prosedur yang digunakan secara rutin untuk penyediaan sampel mestilah mesra alam, mudah dilaksanakan, murah dan mempunyai jangka masa yang lebih pendek untuk melaksanakan keseluruhan proses.

Keperluan ini dipenuhi dengan menggunakan coacervates dalam penyediaan sampel, kerana koloid kaya dengan bahan aktif tarik dan juga berfungsi sebagai media pengekstrakan.

Oleh itu, coacervates adalah alternatif yang menjanjikan untuk penyediaan sampel kerana mereka membenarkan pekat sebatian organik, ion logam dan nanopartikel dalam sampel yang berbeza.

Rujukan

1. Evreinova, TN, Mamontova, TW, Karnauhov, VN, Stephanov, SB, & Hrust, UR (1974). Sistem Coacervate dan asal usul kehidupan. Origins of Life, 5 (1-2), 201–205.
2. Fenchel, T. (2002). Asal dan Evolusi Awal Kehidupan. Akhbar Universiti Oxford.
3. Helium, L. (1954). Teori penggabungan. Ulasan Kiri Baru, 94 (2), 35–43.
4. Lazcano, A. (2010). Penyelidikan Sejarah Pembangunan Asal Usul. Perspektif Pelabuhan Cold Spring dalam Biologi, (2), 1–8.
5. Melnyk, A., Namieśnik, J., & Wolska, L. (2015). Teori dan aplikasi terkini teknik pengekstrakan berdasarkan koakervat. TrAC - Trend dalam Analisis Kimia, 71, 282-292.
6. Novak, V. (1974). Teori Coacervate-in-Coacervate Asal Kehidupan. Asal Hidup dan Biokimia Evolusi, 355–356.
7. Novak, V. (1984). Keadaan teori coacervate-in-coacervate sekarang; asal dan evolusi struktur sel. Origins of Life, 14, 513–522.
8. Oparin, A. (1965). Asal Hidup. Dover Publications, Inc.