Что такое коацерваты в биологии

Естествознание.ру

Коацервация и коацерваты

Коацервацией называется процесс расслоения коллоидного раствора на богатый коллоидными веществами жидкий осадок и свободную от коллоидов жидкую среду. Этот осадок, или коацерват, представляет собой жидкое тело, отделенное от окружающей его среды очень резкой гранью. Подобно этим коацерватам, протоплазма клеток пропитана водой и имеет жидкую консистенцию. Но, так же как и коацерваты, капелька ее при помещении в воду не смешивается с последней, а образует шарик, ясно ограниченный от окружающего его раствора.

До появления коацерватов все органические вещества были как бы слиты с массой окружающей их жидкой водной среды. После образования коацерватов органические вещества сконцентрировались в ее определенных точках, причем между средой и коацерватом всегда имелась резкая граница.

Всякое живое существо так же более или менее резко обособлено от внешней среды, в результате чего между ними устанавливаются сложные взаимоотношения, носящие название обмена веществ. В зачаточном виде такой обмен веществ был свойственен и первичным комплексным коацерватам. Обладая способностью адсорбировать различные вещества из окружающего их раствора, коацерваты могли разрастаться за счет этих веществ.

Появившись, коацерваты эволюционировали. Другими словами, эволюция коацерватов привела к появлению на земле простейших первых организмов.

Эти первичные организмы могли существовать и расти только в результате адсорбции и усвоения (т. е. ассимиляции) органических веществ, растворенных в окружающей их водной среде. Таким образом, способность к питанию органическими веществами возникла раньше способности организмов превращать неорганические соединения в органические вещества. Первичные простейшие организмы были, следовательно, организмами гетеротрофными. Аутотрофные организмы появились позднее, так как для этого способа питания необходимо наличие высоко дифференцированных структур, возникших уже на основе длительной эволюции живых организмов. Это относится как к зеленым аутотрофам, так и ко всем видам организмов, способных к хемосинтезу.

Что касается диссимиляции, то самым древним ее способом является маслянокислое, а затем молочнокислое и спиртовое брожения. Способность к кислородному дыханию, так же как и к аутотрофному питанию, появилась, очевидно, позднее.

Источник

Коацерват

Коацерват (от лат. coacervātus — «собранный в кучу») — капли или слои с большей концентрацией коллоида (разведённого вещества), чем в остальной части раствора того же химического состава.

Содержание

Коацервация

Коацервация — расслоение коллоидной системы с образованием коллоидных скоплений ( коацерватов) в виде двух жидких слоев или капель. Коацервация может возникать в результате частичной дегидратации дисперсной фазы коллоида, являясь начальной стадией коагуляции.

Сущность явления коацервации заключается в отмешивании из однородного коллоидного раствора слоя или капель, связанном с переходом от полного смешивания к ограниченной растворимости.

Коацерватные капли

Коацерватные капли — это сгустки подобно водным растворам желатина. Образуются в концентрированных растворах белков и нуклеиновых кислот. Коацерваты способны адсорбировать различные вещества. Из раствора в них поступают химические соединения, которые преобразуются в результате реакций, проходящих в коацерватных каплях, и выделяются в окружающую среду.

Коацерваты имеют важное значение в ряде гипотез о происхождении жизни на Земле. Коацерваты в таких гипотезах представляют некие праорганизмы (протоорганизмы).

Каждая молекула имеет определенную структурную организацию (атомы, входящие в ее состав, закономерно расположены в пространстве). Вследствие этого в разноатомных молекулах образуются полюсы с различными зарядами. Например, молекула воды H₂O образует диполь, в котором одна часть молекулы несет положительный заряд, а другая — отрицательный. Кроме этого, некоторые молекулы (например, соли) в водной среде диссоциируют на ионы.

В силу таких особенностей химической организации вокруг молекул образуются водные «рубашки» из определенным образом ориентированных молекул воды. Молекулы, окруженные водной «рубашкой», могут объединяться, образуя многомолекулярные комплексы — коацерваты. Коацерватные капли возникают также при простом смешивании разнообразных полимеров. При этом полимерные молекулы «собираются» в многомолекулярные фазово-обособленные образования.

Коацерватная теория

Автором этой теории является советский биохимик академик А. И. Опарин (1924 г.). Позже Опарина и независимо от него к аналогичным выводам пришел английский ученый Дж. Холдейн.

Опарин полагал, что переход от химической эволюции к биологической требовал возникновения индивидуальных фазово-обособленных систем, способных взаимодействовать с окружающей средой.

По теории А. И. Опарина коацервация сыграла большую роль на одном из этапов возникновения жизни на Земле.

Источник

Коацервативные характеристики, связь с источником жизни

коацерваты это организованные группы белков, углеводов и других веществ в растворе. Термин coacervado происходит от латинского coacervare и это означает «кластер». Эти молекулярные группы имеют некоторые свойства клеток; Из-за этого русский ученый Александр Опарин предположил, что коацерваты дали начало этим.

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

«Зеленый» характер процесса экстракции может быть достигнут за счет снижения потребления химических продуктов, таких как органические растворители, поскольку они токсичны и вредны для окружающей среды..

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..

Источник

Коацерваты

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 коллоида, являясь начальной стадией коагуляции.

Сущность явления коацервации заключается в отмешивании из однородного коллоидного раствора слоя или капель, связанном с переходом от полного смешивания к ограниченной растворимости.

Коацервация и возникновение жизни на Земле

По теории А.И.Опарина коацервация сыграла большую роль на одном из этапов возникновения жизни на Земле.

Литература

Желательно объединить статьи «Коацерватные капли», «Коацерват», «Коацервация».

Смотреть что такое «Коацерваты» в других словарях:

Коацерваты — (от лат. coacervatus накопленный, собранный) в коллоидном растворе капельки или слои с большей концентрацией коллоида, чем окружающий раствор. В гипотезе происхождения жизни Александра Опарина праорганизм … Начала современного естествознания

коацерваты — мн., Р. коацерва/тов; ед. коацерва/т (2 м) … Орфографический словарь русского языка

Химическая эволюция — или пребиотическая эволюция этап предшествовавший появлению жизни[1][2][3], в ходе которого органические, пребиотические вещества возникли из неорганических молекул под влиянием внешних энергетических и селекционных факторов и в силу… … Википедия

Первичный суп — Химическая эволюция или пребиотическая эволюция первый этап эволюции жизни, в ходе которого органические, пребиотические вещества возникли из неорганических молекул под влиянием внешних энергетических и селекционных факторов и в силу… … Википедия

Пребиотическая эволюция — Химическая эволюция или пребиотическая эволюция первый этап эволюции жизни, в ходе которого органические, пребиотические вещества возникли из неорганических молекул под влиянием внешних энергетических и селекционных факторов и в силу… … Википедия

Коацерват — Коацерват (от лат. coacervātus «собранный в кучу») капли или слои с большей концентрацией коллоида (разведённого вещества), чем в остальной части раствора того же химического состава. Содержание 1 Коацервация 2 Коацерватные… … Википедия

Возникновение жизни — Возникновение жизни или абиогенез процесс превращения неживой природы в живую. В узком смысле слова под абиогенезом понимают образование органических соединений, распространённых в живой природе, вне организма без участия ферментов.… … Википедия

Биопоэз — Возникновение жизни процесс превращения неживой природы в живую. В разное время относительно возникновения жизни на Земле выдвигались следующие теории: Теория биохимической эволюции Теория панспермии Теория стационарного состояния жизни Теория… … Википедия

Зарождение жизни — Возникновение жизни процесс превращения неживой природы в живую. В разное время относительно возникновения жизни на Земле выдвигались следующие теории: Теория биохимической эволюции Теория панспермии Теория стационарного состояния жизни Теория… … Википедия

Источник

Значение слова «коацерват»

коацерва́т

1. хим. в коллоидных растворах: капелька или слой с большей концентрацией коллоида, чем в окружающем растворе. ◆ Коллоидный состав данного коацервата, очевидно, зависел от состава среды.

Делаем Карту слов лучше вместе

Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!

Спасибо! Я стал чуточку лучше понимать мир эмоций.

Вопрос: откидываться — это что-то нейтральное, положительное или отрицательное?

Синонимы к слову «коацерват&raquo

Предложения со словом «коацерват&raquo

Понятия со словом «коацерват»

Отправить комментарий

Дополнительно

Предложения со словом «коацерват&raquo

Опарин обнаружил, что при определённых условиях коацерваты могут расти и даже «размножаться» делением.

Первые коацерваты могли образоваться самопроизвольно из липидов, синтезированных абиогенным путём.

Свойство коацерватов реагировать на воздействия, входящие в процесс обмена веществ (оставляя без ответа посторонние «индифферентные» воздействия), называется раздражимостью.

Источник